Site Loader

Содержание

Молекула воды и ее состояния. Эксперименты.

Всем привет от нас с Сережей! Я реже появляюсь в блоге, но часто в инстаграме alinaland, заглядывайте! 

В пятницу вечером мы с Сережиком решили заняться наукой, началось все с любимого эксперимента вулкан, который, я думаю, многие любят) но сейчас не о нем) 

Мы продолжаем участвовать в проекте Марии Юнак  ИГРАЕМ В ФИЗИКУ  и осень началась с игр с водой.

Вода — уникальное вещество! Мы с вами гораздо больше, чем на половину состоим из воды, без воды не было бы жизни на Земле и т. д.  Для начала мы поставили в окрашенную воду листики салата, что бы проследить, как пьют растения. Этот эксперимент остался на столе до утра.

Дальше я нарисовала простенькую картинку из чего состоит вода и Сереже очень понравился кислородик с ручками, который держит 2 маленьких водородика. Молекулу воды просто сделать из пластилина и зубочисток.

Сережа очень старался, но не удержался и каждому кислороду добавил антену.

 

Молекулы готовы т мы перешли к агрегатным состояниям — жидкая, твердая и газообразная вода. 

Во всех случаях молекула воды остается тойже, но друг к другу они относятся уже по разному. 

Структура льда четкая, молекулы крепко держатся за руки.

А вот паровички летят во все стороны! А еще пар умеет свистеть! Дада) нужен только чайник со свистком и ребенок удивлен и счастлив)

Ну а в жидком состоянии молекулы за руки тоже недержатся, но скучают друг по другу и просто тесняться поближе)

И еще мы провели увлекательный эксперимент с водой и свечкой! 2 таких любимых детьми вещи ОГОНЬ И ВОДА!

Здесь мы познакомились с теплоемкостью, любой горячий предмет, попадая в холодную воду, очень быстро охлаждается. Вода быстро забирает себе все тепло! Такое это уникальное вещество! Если капнуть парафин на твердую поверхность, например стола, то некоторое время парафин будет еще мягким и теплым, а в воде он моментально твердеет и остывает.

И получаются очень коасивые острова!

Во всех экспериментах принимают участие Древние люди и животные, потому что это Сережины любимчики сейчас) и для них мы показали эксперимент с вулканом 

Запечатлеть мне его не получилось, так как я занималась уксусом, и нужен глаз да глаз!

Рецепт прост- сам вулкан — это обрезанная банка, облепленная пластилином, она крепится к одноразовой тарелке тожепластилином. Ставим его на поднос с бортами, далее лава — уксус, сода, красная краска, капля фэйри. Все засыпаем в жерло и льем уксус! Супер быстрый, секундный, но очень впечатляющий эксперимент! Запаситесь содой и уксусом — ребенок потребует еще и еще! Можно вместо уксуса взять лимонную кислоту, но эффект будет слабее.

Выливаем лаву аккуратненько, ребенку плескаться не даем. Я это делаю в резиновых перчатках, показывая опасность) хорошо бы еще очками обзавестись для опытов.

Спасибо вам за внимание)

Конспект урока по естествознанию «Строение вещества.

Молекулы» (5 класс)

План-конспект урока физики в 5-м классе по теме «Строение вещества»

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Цели урока:

  • Образовательные: вызвать объективную необходимость изучения нового материала; способствовать овладению знаниями по теме “Строение вещества. Молекулы”.

  • Развивающие: содействовать развитию речи, мышления, познавательных и общетрудовых умений; продолжить работу по формированию умений делать выводы из наблюдений.

  • Воспитательные: формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительную мотивацию к учению; способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности, эстетического восприятия мира.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, приборы и материалы для демонстрационных и фронтальных опытов.

Фронтальные опытыделимость куска мела, испарение капельки спирта, сжатие воздуха в медицинском шприце, деформация растяжения резинового жгута.

Демонстрационные опытыделимость воды, делимость воздуха, деформация резинового шарика, заполненного воздухом, смешивание гороха и пшена, воды и спирта, изменение объема стального шарика при изменении температуры, поднятие и опускание уровня жидкости в трубке, в резервуаре термометра, растворение кристаллика марганцовки в воде.

Ход урока

  1. Организационный этап.

  2. Проверка домашнего задания. Фронтальный опрос.

  • Что такое температура?

  • Чем её измеряют? В каких единицах?

  • Расскажите об устройстве и принципе действия термометра.

  1. Этап постановки целей и задач урока.

Презентация

Учитель: Все окружающее человека – вода, воздух, горы, деревья – обладают своими свойствами. Объекты отличаются по форме, цвету, запаху, у них различные свойства. Две маленькие капли воды сливаются в одну, но в то же время два стальных шарика при ударе отскакивают друг от друга.

Немного нагрев кусок воска, мы наблюдаем, как он превращается в жидкость. Почему это происходит? Почему каучук упругий, а воск мягкий? Почему при нагревании твердые тела превращаются в жидкости, а жидкости — в газ? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо иметь представление о строении вещества. Знания о строении вещества помогают не только объяснять суть явления, они помогают предсказывать, как будет происходить явление, что нужно сделать, чтобы его ускорить или замедлить, т.е. помогают управлять явлениями. Изучив строение тел, можно объяснить их свойства, а также создать новые вещества с нужными свойствами – твердые и прочные сплавы, жароупорные материалы. Так были созданы такие материалы, как пластмассы, каучук, капрон, лавсан, нашедшие широкое применение в технике, медицине и быту 
(слайд 2).
О строении вещества помогают судить некоторые явления и опыты. И сегодня мы с вами проведём опыты, которые нам помогут узнать о строении вещества.

  1. Этап получения новых знаний.

Опыт 1.

Учитель: У вас на парте лежит кусочек мела. Разломите его. Можно ли его ещё разделить на части?

Ученик: Да.

Учитель: Как?

Ученик: Разломить еще.

Учитель: Дробление веществ доказывает их дискретность (делимость). Проведите пальцем по поверхности мела. Что остаётся у вас на руках?

Ученик: Частички мела.

Учитель: Из чего же состоит кусок мела?

Ученик: Из частиц мела.

Опыт 2.

Учитель: Возьмём стакан с водой. Можем ли мы воду разделить на более мелкие порции?

Ученик: Да.

Учитель: 

Как?

Ученик: Отлить в другой стакан.

Учитель: А эти порции ещё на более мелкие?

Ученик: Да.

Учитель: И эта маленькая порция из чего будет состоять?

Ученик: Из частиц воды.

Опыт 3.

Учитель: А можно ли воздух поделить на более мелкие порции?

Ученик: Нет.

Учитель: Возьмем воздушный шарик. Выпустим из него часть воздуха. Потом еще часть воздуха. И эта маленькая порция воздуха из чего будет состоять.

Ученик: Из частиц.

Учитель: Возможен и обратный процесс – получение целого из отдельных частей (две капли воды могут слиться в одну большую каплю, из отдельных кирпичей можно построить большой дом, множество песчинок образуют песчаные дюны).

Опыт 4.

Учитель: Капнем немного спирта на фильтровальную бумагу.(Учитель проходит по рядам и капает на кусочки фильтровальной бумаги капельку спирта). Пятно через некоторое время исчезает. Куда исчез спирт?

Ученик: Испарился.

Учитель: Мгновенно ли он исчез?

Ученик: Нет.

Учитель: Видели ли вы, как спирт “покидал” бумагу?

Ученик: Нет.

Учитель: Какую гипотезу о строении вещества можно выдвинуть для объяснения такого постепенного исчезновения?

Ученик: Вещество состоит из частиц.

Учитель: А эти порции ещё на более мелкие?

Ученик: Да.

Учитель: И эта маленькая порция из чего будет состоять?

Ученик: Из частиц воды.

Опыт 3.

Учитель: А можно ли воздух поделить на более мелкие порции?

Ученик: Нет.

Учитель: Возьмем воздушный шарик. Выпустим из него часть воздуха. Потом еще часть воздуха. И эта маленькая порция воздуха из чего будет состоять.

Ученик: Из частиц.

Учитель: 

Возможен и обратный процесс – получение целого из отдельных частей (две капли воды могут слиться в одну большую каплю, из отдельных кирпичей можно построить большой дом, множество песчинок образуют песчаные дюны).

Опыт 4.

Учитель: Капнем немного спирта на фильтровальную бумагу.

(Учитель проходит по рядам и капает на кусочки фильтровальной бумаги капельку спирта). Пятно через некоторое время исчезает. Куда исчез спирт?

Ученик: Испарился.

Учитель: Мгновенно ли он исчез?

Ученик: Нет.

Учитель: Видели ли вы, как спирт “покидал” бумагу?

Ученик: Нет.

Учитель: Какую гипотезу о строении вещества можно выдвинуть для объяснения такого постепенного исчезновения?

Ученик: Вещество состоит из частиц.

Учитель: Запишите в тетрадь этот вывод “Вещество состоит из частиц” (слайд 3). То, что вещества состоят из мельчайших частиц, объясняет распространение запаха, испарение жидкости и твердых тел.

Опыт 5.

Учитель: Возьмём воздушный шарик. Надавим на него. Что изменилось?

Ученик: И форма, и объём.

Учитель: Какое вещество находится внутри шарика?

Ученик: Воздух.

Учитель: Из чего он состоит?

Ученик: Из частиц.

Учитель: Изменилось ли их число?

Ученик: Нет.

Учитель: А сами частицы могли уменьшиться в размере?

Ученик: Нет.

Учитель: Тогда как вы можете объяснить изменение объёма воздуха в шарике?

Ученик: Между частицами воздуха есть промежутки.

Опыт 6.

Учитель: Смешаем горох и пшено, взятые в равных объёмах (учитель смешивает вещества, тщательно встряхивает емкость со смесью). Что можно сказать об объеме смеси?

Ученик: Получили заметно меньший объем, чем сумма объёмов гороха и пшена, взятых в отдельности.

Опыт 7.

Учитель: Смешаем воду и спирт, взятых в равных объемах. (Спирт можно заменить ацетоном или насыщенным раствором сульфатаммония). Получили заметно меньший объем, чем сумма объёмов воды и спирта, взятых в отдельности. Какой вывод можно сделать из этих опытов?

Ученик: Между частицами есть промежутки.

Опыт 8.

Учитель: Возьмите шприц, зажмите отверстие для иглы пальцем и попытайтесь сжать в нем как можно сильнее воздух. На какую часть своего объема он сжался?

Ученик: Больше, чем наполовину.

Учитель: Почему?

Ученик: Промежутки между частицами уменьшаются.

Опыт 9.

Учитель: Возьмите резиновый жгут. Растяните его. Что можно сказать о промежутках между частицами резины в этом случае?

Ученик: Промежутки между частицами увеличиваются

Учитель: Все эти опыты указывают на то, что вещества состоят из отдельных частиц, разделенных промежутками. Изменение расстояния между частицами приводит к изменению объема тела.

Запишите в тетрадь этот вывод “Между частицами есть промежутки” (слайд 4).

Опыт 10.

Учитель: Возьмем металлический шарик и кольцо. Легко ли проходит металлический шарик сквозь кольцо? (Слайд 5, рис.1)

Ученик: Легко.

Учитель: Возьмём и подержим его в пламени спиртовки? Проходит ли теперь шарик сквозь кольцо?

Ученик: Нет.

Учитель: Как вы думаете почему?

Ученик: При нагревании расстояние между частицами увеличивается.

Учитель: Охладим шарик. Проходит сквозь кольцо?

Ученик: Свободно.

Учитель: Что же произошло при охлаждении шарика?

Ученик: Расстояние между частицами уменьшилось.

Опыт 11.

Учитель: При нагревании расширяются и жидкости. Колбу с водой закроем пробкой, в которую вставлена узкая стеклянная трубка. При нагревании воды в колбе уровень воды в трубке повышается, при охлаждении — понижается. (Слайд 5, рис. 2). На этом основан принцип действия обычного термометра для измерения температуры. В трубке термометра спирт.

Опыт 12.

Учитель: Если опустим термометр в горячую воду, что произойдёт через некоторое время? (Погружает термометр в сосуд с горячей водой).

Ученик: Спиртовая жидкость в трубке термометра будет подниматься.

Учитель: А если опустим его в холодную воду? (Учитель опускает термометр в сосуд с холодной водой).

Ученик: Жидкость в трубке будет опускаться.

Учитель: Какой вывод можно сделать из этих опытов?

Ученики: При изменении температуры промежутки между частицами изменяются. При этом изменяется объём вещества. (Слайд 6)

Учитель: Мы с вами каждый день наблюдаем ряд окружающих нас предметов: столы, стулья, книги, парты. Теперь вы знаете, что все они состоят из частиц, между которыми есть промежутки. Посмотрите на эти предметы. Разве вы видите промежутки?

Ученик: Нет.

Учитель: Почему же эти тела кажутся нам сплошными, или они на самом деле являются таковыми?

Ученик: Частицы очень маленькие и их очень много.

Учитель: Действительно, то, что любая жидкость или твердое тело кажутся сплошными, указывает на очень малые размеры частиц и промежутков между ними. Докажем это. Проведём следующий опыт.

Опыт 13.

Учитель: Растворим маленькую крупинку марганцовки в воде, налитой в стакан. Отольём немного окрашенной воды в другой стакан и дольём в него чистую воду. Что наблюдаем?

Ученик: Раствор окрашен слабее.

Учитель: Повторим предыдущее действие. Что теперь наблюдаем?

Ученик: Раствор окрашен ещё слабее.

Учитель: С каждым разом мы убеждаемся в том, что раствор окрашен всё слабее. Рассмотрим последний раствор. Он хотя и слабо, но равномерно окрашен. Сохранилось ли основное свойство вещества — цвет — при уменьшении концентрации раствора?

Ученик: Да.

Учитель: Можете ли вы сделать предположение о том, сколько частичек марганцовокислого калия еще осталось в последнем стакане? А сколько их тогда было в первом стакане?

Ученик: Их очень много.

Учитель: Вспомнив размеры кристалликов, брошенных нами в воду, можете ли вы сказать что-либо о размерах мельчайших частиц вещества?

Ученик: Они очень маленькие.

Учитель: Запишите в тетрадь этот вывод “Частицы очень маленькие. Их очень много” (слайд 7). А теперь перед нами стоит проблема: “Сможем ли мы дальше делить раствор марганцовки? Т.е при любом сколь угодно большом количестве стаканов марганцовка будет обнаружена в последнем из них?”.

Ученик: Нет.

Учитель: Следовательно, в самой малой порции вещества очень много частиц, которые очень малы и по размерам, и по массе. Запишите в тетрадях: “Молекула – мельчайшая частица вещества” (слайд 8). Молекула — от лат “moles” — масса с уменьшительным суффиксом “cula” — массочка. Сам термин появился в науке сравнительно недавно (1647 г. фр. ученый Пьер Гассенди). Самая малая частица воды – молекула воды. Самая малая частица сахара – молекула сахара. Молекулы сохраняют основные свойства вещества. Молекула сахара — сладкая. Молекула соли – солёная. Молекула марганцовки – розовая.

Учитель: А, как вы думаете, молекулы различных веществ одинаковы или нет?

Ученик: Нет.

Учитель: Лед, вода и водяной пар состоят из одних и тех же молекул или нет?

Ученик: Да.

Учитель: Почему?

Ученик: Потому что это одно и то же вещество, но в разном виде.

Учитель: Молекула сахара везде одна и та же: и в сахарнице, и в варенье, и в сладком чае. Нельзя отличить воду, полученную из сока или из молока, от воды, полученной путем перегонки из морской воды. Запишите в тетрадях: “Молекулы разных веществ различны. Молекулы одного вещества одинаковы” (слайд 9).

Учитель: Каковы же размеры молекул? Известно, что кусок сахара можно растолочь на очень маленькие крупинки, зерно пшеницы размолоть в муку. Капля масла, растекаясь по поверхности воды, может образовать плёнку, толщина которой в десятки тысяч раз меньше диаметра человеческого волоса. Но в крупинке воды и в толще масляной плёнки содержится не одна, а много молекул. Значит, размеры молекул этих веществ ещё меньше, чем размеры крупинки муки и толщина плёнки. Давай попробуем представить их размеры. Молекула во столько раз меньше яблока среднего размера, во сколько раз яблоко меньше земного шара. (Слайд 11). Если бы молекулы стали размером с точку на листе бумаги. Тогда все бы тела тоже увеличились и верхушка Эйфелевой башни достала бы до Луны, люди бы были высотой 1700 км, мыши были бы длинной 100 км, а мухи – 7 км, каждый волос был бы толщиной 100 м, красные тельца нашей крови – эритроциты имели бы в поперечнике 7 м. Вот еще пример: одна капля воды содержит столько же молекул, сколько таких капель в Черном море. А вот примеры, дающие представление о количестве молекул в небольшом объеме вещества. Если в океан вылить один литр спирта и дождаться когда молекулы спирта распределятся равномерно по всей водной массе мирового океана, то теперь в каком бы месте мирового океана мы ни зачерпнули воды литровой кружкой, в ней найдется в среднем 7000 молекул того литра спирта, который был вылит в океан. А в каждом зачерпнутом наперстке можно было бы выловить 7 штук спиртовых молекул. А если взять число кирпичей, равное числу молекул газа объемом с наперсток, и уложить их плотно, то эти кирпичи покрыли бы поверхность всей суши земного шара слоем в 120 м, т.е. высотой в четыре десятиэтажных дома.

Учитель: Можно ли увидеть молекулы невооружённым глазом?

Ученик: Молекулы нельзя увидеть невооружённым глазом.

Учитель: Запишите в тетрадях: “Молекулы нельзя увидеть невооружённым глазом” (слайд 12).

Учитель: Молекулы хоть и очень маленькие частицы, но они делимы. Молекулы состоят из атомов, частиц ещё более мелких. Запишите в тетрадях: “Молекулы состоят из атомов” (слайд 13). Истоки теории внутреннего строения вещества лежат в древности. Древнегреческий ученый Демокрит (слайд 14) впервые высказал гениальное предположение о том, что все тела состоят из мельчайших неделимых и неизменных частичек — атомов, которые находятся в движении и, взаимодействуя между собой, образуют все тела природы. Основные мысли учения Демокрита об атомах были изложены римским поэтом и философом Лукрецием Каром в классической поэме “О природе вещей”. Вот что он писал:

…Выслушай то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь,
Что существуют тела, которых мы видеть не можем.
Ветер, во-первых, морей неистово волны бичует,
Рушит громады судов и небесные тучи разносит,
Или же, мчась по полям, стремительным кружится вихрем,
Мощные валит стволы, неприступные горные выси,
Лес низвергая, трясет порывисто: так, налетая,
Ветер, беснуясь, ревет и проносится с рокотом грозным.
Стало быть, ветры — тела, но только незримые нами…
…Далее, запахи мы обоняем различного рода,
Хоть и не видим совсем, как в ноздри они проникают.
Также палящей жары или холода нам не приметить
Зреньем своим никогда, да и звук увидать невозможно.
Но это все обладает, однако, телесной природой,
Если способно оно приводить наши чувства в движенье:
Ведь осязать, как и быть осязаемым, тело лишь может.
И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,
Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет; 
Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает, 
Да и не видно того, как она исчезает от зноя.
Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,
Что недоступны они совершенно для нашего глаза.
Так и кольцо изнутри, что долгое время на пальце 
Носится, из году в год становится тоньше и тоньше; 
Капля за каплей долбит, упадая, скалу; искривленный 
Плуга железный сошник незаметно стирается в почве;
И мостовую дорог, мощенную камнями, видим
Стертой ногами толпы; и правые руки у статуй
Бронзовых возле ворот городских постепенно худеют
От припадания к ним проходящего мимо народа.
Нам очевидно, что вещь от стиранья становится меньше,
Но отделение тел, из нее каждый миг уходящих,
Нашим глазам усмотреть запретила природа ревниво.

Наблюдая различные природные явления, Демокрит пришел к убеждению, что тела только кажутся нам сплошными, на самом же деле они состоят из мельчайших частиц, но они настолько малы, что увидеть их невозможно. Демокрит предполагал, что у различных тел эти частицы различны по форме. Он назвал эти мельчайшие частички “атомами”, что по-гречески означает “неделимые”. Замечательная догадка Демокрита позднее была надолго забыта, и более тысячи лет в ученом мире безраздельно господствовало ошибочное учение Аристотеля, утверждавшего, что все вещества могут взаимно превращаться друг в друга. Аристотель категорически отрицал существование атомов. Любое тело можно делить до бесконечности — учил Аристотель.

В 1647 г. француз Пьер Гассенди издал книгу, в которой отрицал учение Аристотеля и утверждал, что все вещества в мире состоят из неделимых частичек — атомов, которые отличаются друг от друга формой, размерами и массой.

Таким образом, древние ученые высказали многое из современных представлений о строении вещества. В ту пору их высказывания являлись, конечно, лишь гениальными догадками, основанными на наблюдениях, но не подтвержденными никакими экспериментальными фактами.

Перед нами опять возникает проблема: Мы не видим атомов. Тела нам представляются сплошными. Как же доказали их существование? Древние атомисты не могли дать каких-либо прямых доказательств справедливости своей гипотезы. Только наука XX в. представила многочисленные прямые доказательства существования атомов и молекул. Ученые придумали приборы, которые помогают нам увидеть атомы. Атомы можно увидеть в самые современные электронные и ионные микроскопы! (Слайды 15, 16, 17). Современные электронно-голографические микроскопы дают увеличение в 70 миллионов раз. (Слайды 18 -24). Получены следы отдельных частиц (камера Вильсона, пузырьковая камера). (Слайд 25).

Учитель: Атомы каждого вида принято обозначать специальными символами. Например: (записываем на доске и в тетрадях): “О – атом кислорода, H – атом водорода, С – атом углерода” (слайд 26).

Молекулы также обозначаются специальными символами (химическими формулами). Например: О2 – молекула кислорода. Она состоит из 2-х атомов кислорода. Н– молекула водорода. Она состоит из 2-х атомов водорода. Н2О – молекула воды. Она состоит из 2-х атомов водорода и одного атома кислорода (слайд 27).

Учитель: Скажите, в состав молекулы входит один атом, два или более? И от чего зависит это количество?

Ученик: В состав молекулы может входить много атомов, это зависит от вещества.

Учитель: Атомов в природе чуть больше 100, но их комбинации создают то огромное многообразие веществ, которое окружает нас. В природе 88 атомов, остальные получены в лабораториях. Существуют молекулы-гиганты, в которых содержатся тысячи и сотни тысяч атомов. Это молекулы каучука, клетчатки, других органических веществ. Самые большие молекулы из известных – молекулы некоторых белковых веществ- весят приблизительно в миллион раз больше молекулы воды. Молекула гемоглобина, красящего вещества крови, состоит из 1400 атомов, молекула пенициллина – из 41 атома. При помощи шариков можно конструировать модели молекул.  (Демонстрация пространственных кристаллических решеток). М.В. Ломоносов (1711-1765) (слайд 28) — великий просветитель и основатель науки в России писал, что молекула может быть однородной и разнородной. В первом случае в молекуле группируются однородные атомы, во втором -молекула состоит из нескольких видов атомов. Если какое-либо тело составлено из однородных молекул, то его надо считать простым. Если тело состоит из молекул, построенных из различных атомов, Ломоносов называл его смешанным (слайд 29). Не все тела состоят из молекул. Есть тела, состоящие из атомов (алмаз, графит), ионов (поваренная соль). Атомы очень маленькие частицы, но и они имеют сложное строение. Существуют ещё более мелкие частицы (протоны, нейтроны, электроны), о которых вы узнаете позже.

  1. Этап обобщения и закрепления нового материала.

Учитель: Итак, вы теперь знаете, из чего состоят вещества. Глядя на свой опорный конспект в тетради, ответьте на вопросы:

  • В чем заключается гипотеза о строении вещества?

  • Почему не видны частицы, из которых состоят тела?

  • Как объяснить высыхание белья после стирки?

  1. Этап первичного контроля знаний.

Учитель: А теперь постарайтесь применить знания о строении вещества, полученные на сегодняшнем уроке. Учитель предлагается ряд утверждений, ученики записывают под соответствующим номером “да”, если считают утверждение верным, или “нет”, если считают его неверным:

I вариант

  • Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооруженным глазом (нет).

  • Объем газа при нагревании увеличивается, так как каждая молекула становится больше по размеру (нет).

  • Пленка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять любую площадь (нет).

  • Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда (да).

  • Атомы состоят из молекул (нет).

II вариант

  • Объем тела при нагревании уменьшается (нет).

  • Объем жидкости при охлаждении уменьшается, так как промежутки между молекулами становятся меньше (да). (слайд 30))

  • Подведение итогов урока. Выставление оценок.

  • Учитель: Что ж, наш урок подходит к завершению. Я надеюсь, что полученные вами знания о строении вещества вы будете использовать не только на уроках по различным предметам, но и будете применять их в повседневной жизни. А теперь давайте подведём итоги. Выставим оценки.

    1. Домашнее задание: Стр. 24-25

    • Выполнить домашнюю лабораторную работу “Наблюдение делимости вещества”.

    • Придумать один или несколько опытов, доказывающих, что между молекулами имеются промежутки, и доказывающих, что размеры молекул малы.

    • Создать с помощью подручных средств (пластилина, бумаги, клея и т.д) макет молекулы воды.

    Литература:

    1. Книга для чтения по физике: Учебн. Пособие для учащихся 6-7 классов сред. Шк. / Сост. И.Г. Кириллова. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 207 с.

    2. Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы: Пособие для учителя/ А.В. Усова, В.П. Орехов, С.Е. Каменецкий и др.; Под ред. А.В. Усовой. – 4-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1990. – 319 с.

    3. А.Е. Гуревич, Д.А. Исаев, Л.С. Понтак. Физика и химия. 5-6 кл.: Учебн. для общеобразоват. учебн. заведений / А.Е. Гуревич, Д.А. Исаев, Л.С. Понтак. – М.: Дрофа, 2001. – 192 с.

    4. Перынкин А.В. Физика: Учебн. для 7 кл. сред. шк. – 2-е изд. – М.: Дрофа, 2004. – 192 с.

    5. Полянский С.Е. Поурочные разработки по физике. 7 класс. М.: “ВАКО”, 2004, 240 с.

     

    Долой испорченный телефон! – Учительская газета

    Первое знакомство с сущностью химической реакции

    За два с лишним десятилетия, в течение которых я создаю свой учебник и методику по химии, найдено множество методических подходов, которыми хотелось бы поделиться с учителями. В то же время это трудно сделать. Все уроки в моем курсе составляют единую, неразрывную систему. Система уроков строится на системе самой науки и на принципе самостоятельного созидания знаний учащимися на уроках, как описывалось в предыдущей статье (см. “УГ” N 38 за 1996 г.).

    Каждый урок, вырванный из контекста общего учебного процесса, представляет одинокий осколок разбитого целого. И все же я нашла несколько уроков, которые могли бы заинтересовать любого учителя химии.

    Не ошибусь, если скажу, что “больным местом” курса химии является расстановка коэффициентов в уравнениях реакций. Предлагаю вниманию учителей методику уроков, на которых школьники впервые знакомятся с сущностью реакции и составлением химических уравнений.

    Сущность химических реакций.

    Закон сохранения атомов

    Прежде чем описывать урок, необходимо разьяснить позицию по поводу истинности и значимости закона сохранения массы веществ в химических реакциях. В методике считается, что этот закон доказывает сущность реакции, заключающуюся в перегруппировке атомов. Это в свою очередь якобы помогает ученикам в расстановке коэффициентов в химических уравнениях. Так ли это?

    Чтобы ответить на этот вопрос, нужно представить себя школьником, впервые знакомящимся с расстановкой коэффициентов. Ученик должен понять, что коэффициенты уравнивают число атомов каждого элемента, но ему об этом не говорят, а рассказывают о равенстве масс. Получается как в игре в испорченный телефон: кто-то догадается, но подавляющее большинство догадаться не смогут. В результате многие ученики не справляются с расстановкой коэффициентов либо ставят их внутрь молекулы. Эти ошибки сигнализируют, что сущность действия школьниками не понята, т.е. не понята сущность реакции.

    Закон сохранения массы не является непосредственным знанием, чтобы сразу вывести понятие коэффициентов в уравнении реакции. В то же время школьник должен сделать вывод о том, что в ходе химической реакции атомы каждого элемента сохраняются.

    Для этого обычно рекомендуют провести опыт: взвешивают два раствора электролита до реакции, сливают их и взвешивают вновь. Но однозначного суждения из опыта вывести нельзя. Во-первых, можно слить две одинаковые жидкости и масса не изменится, хотя реакция не происходила. Иными словами, масса не меняется не только в химических процессах. Во-вторых, в химической реакции на самом деле масса изменяется, хотя и ничтожно, т.е. истинность закона сохранения массы приблизительна. В-третьих, можно предположить, что химическая реакция происходит не только путем перегруппировки атомов, а путем их раздробления, в результате чего возникают новые вещества. При этом сумма масс осколков атомов будет равна сумме масс целых атомов. Итак, цель опыта в доказательстве сохранения массы в ходе химической реакции не достигается. А ученик не может сделать вывод, который от него требуется. Ведь прямой связи закона сохранения массы с расстановкой коэффициентов в уравнении нет.

    Чтобы дети поняли сущность реакции, нужны опорные знания и образные (модельные) представления.

    Предлагаю принципиально иной путь формирования понимания сущности химических реакций и умения расстановки коэффициентов. Наша цель – доказать на опыте, что в реакциях атомы не исчезают и не возникают вновь, а только связываются в иных комбинациях.

    Начнем урок с выдвижения гипотез. Что происходит в веществе в ходе химической реакции? Ребята сразу отвечают, что атомы перегруппировываются. Но нужно их подвести и к другому предположению: атомы разрушаются, а из осколков собираются новые атомы.

    Две гипотезы доказываем опытным путем. Проведем цепь взаимосвязанных опытов. Цель эксперимента – доказать сохраняемость атомов. Для этого показываем элемент в виде простого вещества до реакции, затем проводим его через ряд превращений, а в конце получаем в прежнем виде. Это можно проделать на таких превращениях:

    Cu -> CuO -> CuSO4 -> Cu(OH)2 -> CuCl2 -> Cu.

    1. Чтобы получить значительное количество оксида меди(II), требуется длительное прокаливание меди. Поэтому можно заранее получить на медной проволоке слой оксида или, обьяснив ученикам, что за короткое время его образовалось мало, добавить его из склянки.

    2. Серную кислоту (с концентрацией около 45%) нагреваем, затем в нее опускаем почерневшую проволоку. Отметим растворение оксида и едва заметное голубое окрашивание раствора. Чтобы получить более голубой цвет, предложим ребятам добавить еще порошка оксида меди, размешав его стеклянной палочкой. Когда раствор окрасится в голубой цвет, его надо охладить холодной водой или кусочком льда. От тщательности охлаждения зависит успех следующей реакции.

    3. В остывший раствор осторожно понемногу добавим концентрированный раствор гидроксида натрия, продолжая охлаждение. Сначала щелочь нейтрализует кислоту, и раствор разогревается. При дальнейшем добавлении щелочи получаем гидроксид меди(II). Если раствор не охлаждать, то образующийся гидроксид натрия разлагается и образуется оксид меди(II). Это тоже можно использовать. Но тогда в таблице нужно делать соответствующие записи.

    4. К осадку добавляем разбавленной соляной кислоты. Отмечаем растворение осадка и образование зеленовато-голубого раствора.

    5. Опускаем зачищенный железный гвоздь в полученный раствор и через некоторое время демонстрируем образовавшуюся медь. По ходу опытов учитель на доске (чертим до урока), а ученики в тетрадях заполняют заготовленную дома таблицу.

    При заполнении таблицы активизируем знания учащихся и заполняем таблицу с их помощью. Необходимо только называть незнакомые вещества и формулы, которые они не смогут написать сами. Иногда ученики думают, что на гвозде образовалась ржавчина. В таком случае нужно гвоздь с налетом меди сравнить с медной пластинкой и сомнения отпадут.

    Из опытов следует однозначный вывод. Верной оказывается первая гипотеза: атомы в реакциях не исчезают и не возникают вновь, а только перегруппировываются. Число же атомов не изменяется. Демонстрируем таблицу (рис. 1), на которой показаны структуры веществ, участвовавших в эксперименте.

    Материальные модели, изображенные на рисунке, показывают ученикам, как атомы меди переходят от одного вещества к другому.

    Как можно видеть, атомы меди, образующие простое вещество, в реакциях связываются с другими атомами в различных сочетаниях и в конце снова образуют простое вещество. Отсюда можно сформулировать закон сохранения атомов: сколько атомов каждого элемента было до реакции, столько же осталось после ее завершения. Знание этого закона делает действия учащихся по подбору коэффициентов осознанными.

    Можно сделать еще один вывод: общая масса до реакции и после нее не изменяется. Так мы приходим к закону сохранения массы веществ в реакции.

    Этот вывод помогает ученикам обьяснять некоторые явления.

    Продемонстрируем опыт: уравновесим весы со свечой на одной чашке. Зажжем свечу, через некоторое время равновесие нарушается, свеча становится более легкой. Ученики легко обьясняют этот опыт тем, что образующиеся газы улетучиваются и масса веществ уменьшается. А как доказать, что в этой реакции масса до и после реакции одинакова? Дети предлагают закрыть свечу стаканом. Если есть возможность (большие технические весы), то и этот опыт нужно продемонстрировать.

    Закон сохранения массы является поверхностным знанием о реакциях, а закон сохранения атомов – более глубоким. История открытия закона сохранения материи (как первоначально он был назван, когда материю отождествляли с веществом) показывает логику его познания: он был открыт как вывод, следующий из неуничтожимости атомов. Это еще раз подтверждает правильность выбранного нами хода учебного процесса в познании сущности реакции.

    Исходя из атомной теории, древние греки пришли к тому же выводу, что и наши дети. Историки доказывают, что этот закон (под названием закона сохранения материи) был известен с древности. Первая формулировка принадлежит Эпикуру. Этим законом пользовались Пьер Гассенди (средние века), Э.Мариотт, Р.Бойль, жившие задолго до М.В.Ломоносова. Михаил Васильевич, как широко образованный ученый, знал труды предшественников и удачно применял знания для обьяснения различных явлений. Формулировка закона сохранения массы им сделана в письме к Эйлеру задолго до опыта (1748 г. ), который, как утверждалось советской наукой, был проведен в доказательство закона. Опыт прокаливания ртути проводился в другое время (1756 г.) и с другой целью – доказать, что тонкая огненная материя, которая привлекалась Р.Бойлем для обьяснения опыта, не существует. Вот к чему было сказано Ломоносовым: “Славного Роберта Бойля мнение ложно”. Экспериментальное же доказательство закона сохранения масс было целенаправленно доказано А.Лавуазье.

    Химические уравнения

    Проверка домашнего задания всегда не только способ контроля за самостоятельной работой ребят и способ закрепления знаний, но и средство связывания нового знания с опорными знаниями. Поэтому ей придается большое значение.

    Что происходит с атомами в ходе химической реакции? Как это доказать?

    Упражнение 1. При разложении 36 г воды образовалось 22,4 л кислорода (плотность 1,43 г/л). Каков обьем образовавшегося водорода? Плотность водорода 0,09 г/л. Условия измерения плотностей газов считать нормальными.

    Запишем:

    до реакции h3O

    после реакции h3 и O2

    Узнаем массу элемента кислорода. Она равна массе простого вещества кислорода.

    m(O) = m(O2) = 1,43г/л.22,4 л = 32 г.

    Теперь рассчитаем массу элемента водорода, которая равна массе его простого вещества.

    m(H) = m(h3) = 36 г – 32 г = 4 г.

    Рассчитаем обьем водорода по плотности

    4 г

    V(h3) = ——— = 44,4 л.

    0,09 г/л

    Вы ждали, что ответ будет немного другой – 44,8 л. Но молярный обьем газов только примерно равен 22,4 л/моль. Для водорода он около 22,2 л/моль.

    Упражнение 2. При сгорании 1 кг угля образуется 1186 л углекислого газа, плотность которого равна 1,977 г/л при нормальных условиях. Какова масса кислорода, вступившего в реакцию с углем?

    Сделаем запись:

    до реакции C и O2

    после реакции CO2

    Рассчитаем массу образовавшегося углекислого газа.

    m(CO2) = 1,977 г/л.1186 л = 2344,7 г или примерно 2,35 кг.

    Масса элемента кислорода будет равна разности между массой всего вещества и массой элемента углерода.

    m(O) = m(CO2) – m(C) = 2,35 кг – 1 кг = =1,35 кг.

    Эти задачи хорошо подготавливают учеников к зашифровке химических реакций в виде уравнений.

    Мы знаем, как записать состав вещества в виде химической формулы. Можно ли записать с помощью формул ход химической реакции?

    Предлагаем ребятам зашифровать процесс реакции предыдущей задачи.

    C + O2 -> O2

    Данное уравнение простое, не требующее коэффициентов, для нашей цели очень подходит. Мы никогда не опережаем мысль учеников и не подсказываем готовых ответов. Пусть думают сами. Они уже почувствовали вкус к самостоятельному открытию и с удовольствием размышляют. А кто-то, может быть, уже заглянул в учебник наперед. Так что ответ получаем правильный.

    Назовем такую запись схемой химической реакции или химическим уравнением. Вещества, вступающие в реакцию, назовем исходными, а образующиеся в результате реакции – продуктами.

    Записываем еще один процесс: взаимодействие кислорода и водорода. Повторяем ранее проводившийся опыт: сухую пробирку наполним водородом и поднесем к огню. Нужно обьяснить, что с водородом вступает в реакцию кислород, находящийся в воздухе. После реакции на стенках пробирки образуются капельки воды, демонстрируем это. Запишем этот процесс в виде схемы реакции:

    h3 + O2 -> h3O

    Чтобы школьники сами пришли к расстановке коэффициентов, займемся лепкой. Раздаем на каждый ученический стол по две вылепленных из пластилина модели молекул водорода и по одной модели молекулы кислорода. Просим ребят из атомов данных моделей слепить модели молекул воды, чтобы лишних атомов не осталось (они могут слепить одну молекулу воды, а остальные атомы проигнорировать). Просим обратить внимание на то, сколько молекул кислорода, водорода и воды участвует в процессе. Теперь в схему реакции внесем число молекул, и она превратится в уравнение.

    Лилия КУЗНЕЦОВА, учитель химии Академического колледжа при КГУ

    Окончание урока по теме “Химические уравнения” читайте в следующем выпуске “Методической кухни”

    Урок 5.

    тела, вещества, частицы. разнообразие веществ — Окружающий мир — 3 класс

    Окружающий мир 3 класс

    Урок 5. Тела, вещества, частицы. Разнообразие веществ

    Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

    1. Что такое тела.
    2. Что такое вещества.
    3. Что такое частицы.
    4. Разнообразие веществ.
    5. Кислотные дожди.

    Глоссарий по теме:

    Молекула — наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.

    Атом — мельчайшая частица элемента.

    Кислота – кислый вкус.

    Уксус – жидкость с резким, кислым вкусом.

    Основная и дополнительная литература по теме урока:

    1. Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 3 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2017. с. 24.

    Дополнительная литература:

    1. Атлас — определитель «От земли до неба» с. 8, с. 14.

    Открытые электронные ресурсы по теме урока:

    http://www. alto-lab.ru/himicheskie-opyty/opyty-s-limonom/

    http://www.alto-lab.ru/zanimatelnya-himia/sluchajnye-otkrytiya-v-himii/

    Теоретический материал для самостоятельного изучения

    Если мы с вами оглядимся вокруг, что мы увидим? Мы увидим различные предметы – стол, стул, дома, машины, деревья, горы, люди, животные. Перечислить все предметы невозможно, потому что их очень много. Любой предмет или живое существо можно назвать телом. Планеты, солнце, Луна – тоже тела. Их называют небесными телами. Все тела делятся на две группы – естественные и искусственные. Естественные тела, это природные тела. Растения, животные, птицы, человек – всё это естественные тела. Искусственные тела, это тела, созданные руками человека. Дома, мосты, книги, машины – всё это и многое другое создал человек.

    Все тела состоят из веществ. Например, сахар – это вещество, а кусок сахара – это уже тело. Стекло – это вещество, а стакан – это тело. Из одного вещества можно сделать разные тела. Например, из пластмассы – линейка, проволока, пластмассовый стаканчик. Есть тела, которые образованы несколькими веществами: карандаш, ножницы. Есть тела, которые образованы многими веществами. Например, растения состоят из воды, сахара, соли, крахмала и других веществ. Очень сложный состав имеют живые тела. Вещества тоже делятся на группы. Различают твёрдые, жидкие и газообразные вещества.

    Ученые установили, что вещества состоят из мельчайших частиц, которые видны только под микроскопом. Чтобы убедиться в этом, давайте проведём опыт. Возьмём тело, состоящее из одного вещества, например кусочек сахара, опустим его в стакан с водой и хорошо помешаем. Сначала сахар будет виден, но постепенно станет исчезать. Попробуем воду на вкус, она сладкая. Значит, сахар не исчез, а остался в стакане. А мы его не видим, потому что он распался на маленькие, невидимые нашему глазу частицы, из которых он состоял, и эти частицы перемешались с частицами воды, поэтому вода стала сладкой на вкус. Мельчайшую, невидимую частицу вещества учёные назвали молекулой. А каждая молекула состоит из ещё более мелких частиц, которые называются атомами. Молекулы и атомы разных веществ отличаются друг от друга формой и размерами. Эти мельчайшие частицы постоянно движутся. Между частицами есть промежутки. В твёрдых веществах эти промежутки совсем маленькие, частицы плотно прижаты друг к другу, поэтому твёрдые тела сохраняют форму. В жидких промежутки немного больше, и молекулы могут перемещаться, поэтому жидкости текучи. Самые большие промежутки – в газообразных веществах. У газообразных веществ расстояние между молекулами намного больше самих молекул, поэтому молекулы в газах свободно и очень быстро движутся. Запомним, веществами называют то, из чего состоят тела.

    Веществ тоже очень и очень много. Сейчас их известно около миллиона. В старших классах вы будете изучать очень интересный предмет – химию. Химия, это наука, которая изучает вещества, их состав, строение. Есть природные вещества, к примеру, это соль, вода, железо. И есть вещества, которые создал человек – стекло, резина, пластмасса. И каждый год человек придумывает новые вещества.

    Чтобы познакомиться с некоторыми веществами, нам достаточно просто пойти на кухню. На столе мы видим солонку, а в ней поваренная соль. Самое важное для человека свойство поваренной соли – то, что она солёная на вкус, её используют для подсаливания пищи. Добывают соль из-под земли, это настоящее полезное ископаемое. Под землёй соль встречается в виде камня. Очень много соли содержится в водах солёных морей и озёр. Есть она и в почве, и в телах живых организмов.

    Сахар мы тоже обязательно встретим на кухне. По внешнему виду сахар похож на соль. Сладкий вкус – главное свойство сахара. Получают сахар из растений – сахарной свёклы и сахарного тростника, который растёт в жарких странах. Глюкоза – ещё одна разновидность сахара. Она встречается в различных частях растений.

    Крахмал – это вещество, которое мы тоже можем встретить на кухне. Крахмал – это белый порошок. Его добавляют, когда варят кисель. Крахмал очень важное питательное вещество, которое необходимо человеку. Он содержится во многих растительных продуктах – в белом хлебе, в картофеле. Чтобы узнать, есть ли в продукте крахмал, нам понадобится разбавленная водой настойка йода. Если капнуть ею на продукт, в котором содержится крахмал, настойка йода окрасится в сине-фиолетовый цвет.

    Большая группа веществ, с которыми мы сталкиваемся на кухне – это кислоты. Всем нам знаком вкус лимона. Такой вкус ему придаёт лимонная кислота. В яблоках содержится яблочная кислота. Когда прокисает молоко, в нём образуется молочная кислота. Общее свойство эти веществ – кислый вкус. Надо быть острожным, нельзя пробовать любую кислоту на вкус. Многие кислоты очень едкие – они разрушают одежду, древесину, кожу человека, бумагу. Поэтому обращаться с ними надо осторожно. На кухне вы можете встретить и такую кислоту – уксусную. Её используют только в разбавленном виде. К бутылочке с этой кислотой вообще нельзя прикасаться! Из-за загрязнения окружающей среды стали образовываться кислоты высоко в небе. Они выпадают вместе с дождем на землю, такие дожди называют кислотные. От них страдают растения и всё живое, портятся многие постройки. Некоторые животные и растения используют кислоту, как средство защиты от врагов. Например, муравьи в момент опасности поднимают брюшко и выбрызгивают струйки муравьиной кислоты. Эта же кислота содержится в пчелином яде и в жгучих волосках крапивы.

    Окружающий нас мир полон загадок и тайн. Нас впереди ждёт ещё много новых интересных открытий.

    Примеры и разбор решения заданий

    1. Выберите вещества, которые не относятся к твёрдым.

    Варианты ответов: глина; молоко; соль; песок; почва; мел; сок; воздух; алюминий.

    Правильный вариант ответа:

    Молоко; сок; воздух; вода.

    Разбор типового контрольного задания

    2. В какой строчке указаны только вещества?

    Варианты ответов: алюминий, соль, железо, линейка, проволока, крахмал, сахар, роса; бумага.

    Правильный вариант ответа: алюминий, соль, железо.

    Строение вещества в физике — виды, формулы и определения с примерами

    Содержание:

    Строение вещества:

    Из чего состоят вещества? Насколько малыми являются наименьшие частички вещества? Существует ли отличие между молекулами одного и того же вещества? Можно ли сосчитать молекулы в булавочной головке? Эти и другие вопросы мы обсудим подробнее и вместе найдем ответы.

    Различия атома и молекулы

    Из предыдущего курса «Природоведение* вы уже знаете, что все вещества состоят из мелких частичек — молекул и атомов. Вы также знаете, что первичные составные части вещества — атомы — имеют специальные названия и символы для обозначения каждого из видов атомов. Например: водород (Н), ртуть (Hg), кислород (О), углерод (С). Атомы разных видов отличаются друг от друга по своим химическим свойствам и массе. С физической величиной под названием «масса* вы уже познакомились в § 9. Что такое «химические свойства*, вы узнаете из курса химии.

    По положению на 2005 год науке известны только 116 различных видов атомов. «Не может быть,— возразите вы.— Как это, только 116? Каждый из нас с легкостью перечислит 200—300, а может быть, и больше различных веществ*. Да, действительно, в мире существуют миллионы разных веществ. Как же соединить существование только 116 различных видов атомов с миллионами разных веществ? Дело в том, что вещества по большей части состоят из молекул.

    Молекулой называется наименьшая частичка вещества, имеющая его основные химические свойства и состоящая из атомов.
    Ситуация с разными веществами очень похожа на составление тысяч разных слов из «только» 32 различных букв алфавита. В этом сравнении каждая буква — это, так сказать, отдельный атом, а каждое слово соответствует молекуле, т.е. определенному веществу.

    На рис. 2.11, а вы аидите схематическое изображение молекулы метана, состоящей из пяти атомов: четырех атомов водорода и одного атома углерода. Пользуясь нашей аналогией,— это слово из пяти букв. На рис. 2.11, б приведена схема более сложной молекулы серной кислоты, состоящей из семи атомов. Аналог этой молекулы — слово из семи букв. Из приведенных примеров понятно, что каждая новая молекула (новая комбинация атомов) соответствует новому веществу.

    Простые и сложные вещества

    Продолжим нашу аналогию сравнения веществ со словами. Вы, наверное, знаете, что рядом с обычными словами, состоящими из нескольких разных букв, мы иногда произносим и слова с использованием только одной буквы (например,

    Совершенно очевидно, что слов, состоящих из нескольких букв, намного больше, чем слов из одной буквы. Так же и с веществами. Чаще всего в повседневной жизни мы сталкиваемся с веществами, молекулы которых состоят из атомов нескольких различных видов. Эти вещества так и называются — сложные (см. рис. 2.11).

    Напомним, что в научной литературе во избежание путаницы применяются разные названия для простых веществ и для химических элементов, из которых эти вещества состоят. Примеры названий простых веществ и соответствующих им химических элементов приведены в таблице.

    Наличие промежутков между молекулами

    После того как мы познакомились с наименьшими частичками вещества, давайте вспомним некоторые сведения о строении вещества.

    В результате проведенных исследований ученые выяснили, что меж ду молекулами (атомами) существуют промежутки. Этот вывод ученых можно легко подтвердить довольно простым опытом. Если смешать 100 мл воды и 100 мл спирта, то объем смеси будет меньше, чем 200 мл. Дело в том, что при смешивании двух жидкостей молекулы воды попадают в промежутки между молекулами спирта. Приведенный опыт можно смоделировать, например, с помощью пшена и гороха (рис. 2.13). Наполните стакан до
    половины пшеном, а потом прибавьте столько же гороха. Вы получите двухслойную композицию и полностью заполненный стакан. Аккуратно перемешайте эту композицию, и вы увидите, что объем смеси будет меньшим, чем исходный — часть пшена разместилась в пустотах между горошинами.
     

    Размеры атомов

    Атомы очень малы. Выяснено, что раз меры атомов приблизительно равны г (0,0000000001 м). Чтобы представить, насколько мало значение этой величины, приведем такое сравнение: диаметр молекулы во столько же раз меньше диаметра яблока, во сколько раз диаметр яблока меньше диаметра Земли.

    О размерах атомов также можно судить из такого примера. Если бы все люди нашей планеты проводили всю жизнь, занимаясь только счетом, то все вместе они смогли бы сосчитать атомы только в одной булавочной головке.

    Строение атома

    Опыты показали, что атом имеет сложную структуру. Он представляет собой положительно заряженное ядро, окруженное облаком легких частичек — электронов, имеющих отрицательный заряд (рис. 2.14). Масса ядра

    Рис. 2.14. Модели атома: а — планетарная модель: в центре атома — ядро, вокруг ядра вращаются электроны; 6 — современная: электроны как бы «размазаны» по орбиталям — некоторым частям пространства, окружающего ядро. Для наглядности расстояние от ядра до электронов показано в 2—3 раза больше, чем диаметр ядра. На самом деле это расстояние превышает размеры ядра в 100000 раз незначительно отличается от массы атома. Масса же электронов в сравнении с ядром очень мала.

    Конечно, приведенные в этом параграфе данные — это только незначительная часть современных сведений об атомах и молекулах. С некоторыми другими их свойствами вы познакомитесь в следующих параграфах, кое о чем узнаете в старших классах.

    Итоги:

    Все вещества состоят из мелких частичек — молекул или атомов. Между молекулами (атомами) существуют промежутки.

    Молекулой называется наименьшая частичка вещества, имеющая его основные химические свойства и состоящая из атомов. Атом имеет сложную структуру и представляет собой положительно заряженное ядро, окруженное облаком легких частичек — электронов, имеющих отрицательный заряд.

    Строение вещества

    Вокруг нас существует множество физических тел — и все они отличаются друг от друга, в частности, веществом, из которого состоят, и массой.

    Атомы

    Тела состоят из вещества. Вопрос о строении вещества интересовал ученых еще в глубокой древности.

    Одни ученые считали, что вещество можно делить на меньшие части бесконечно. Например, говорили они, каплю воды можно дробить сколько угодно, но и самые малые капли все равно остаются каплями воды! И предела такому делению не видно, из чего эти ученые делали вывод, что такого предела не существует.

    Другие же ученые, в числе которых был древнегреческий философ Демокрит, живший в 5-м веке до нашей эры, проявили большую проницательность. Демокрит утверждал, что вещество состоит из крошечных неделимых частиц, настолько малых, что их даже не видно. Например, вода, высыхая, не исчезает, а дробится на мельчайшие, невидимые глазом частицы. Демокрит назвал неделимые частицы вещества «атомами»1.

    Так Демокрит, опережая свое время на тысячелетия, высказал гениальную мысль: существовать может даже то, что нс видно глазом! Свое предположение о строении вещества Демокрит выразил знаменитыми словами: «в мире есть только атомы и пустота».

    Но лишь через две с половиной тысячи лет, в 19-м веке, ученые получили первые опытные подтверждения атомного строения вещества.

    В 20-м веке наука достигла уровня, когда ученые смогли увидеть атомы. На рис. 8.1 вы видите фотографию по верхности острия иглы (из тугоплавкого металла вольфрама), сделанную с помощью специального микроскопа, роль пучков света в котором играли пучки заряженных частиц. Кружки — это изображения отдельных атомов вольфрама!

    В многочисленных опытах установлено, что все окружающие нас тела состоят из атомов.

    Из атомов состоят и наши собственные тела! Это долгое время казалось непостижимым: как живые существа могут состоять из неживых атомов? Сегодня ответ на этот вопрос уже найден: выяснилось, что строение живых тел очень сильно отличается от строения неживых тел. Об этом мы расскажем в разделе «Хочешь узнать больше?».

    Ученым известно сегодня более 100 различных типов атомов. Массы всех атомов приближенно кратны массе самого легкого атома — атома водорода1. Например, масса следующего по массе атома — атома гелия примерно в 4 раза больше массы атома водорода, а масса атома углерода примерно в 12 раз больше массы атома водорода.

    Мы не случайно упомянули об углероде: в качестве атомной единицы массы (ее обозначают а. е. м.) принята именно 1/12 массы атома углерода. Например, масса атома водорода равна I а. е. м., масса атома гелия — 4 а. е. м., масса атома кислорода — 16 а. е. м., а масса атома железа — 56 а. е. м.

    Молекулы

    На достаточно малых расстояниях атомы притягиваются друг к другу, благодаря чему атомы объединяются в молекулы.

    Так, молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. На рис. 8.2 показана модель молекулы воды: атом кислорода условно обозначен зеленым цветом, а атом водорода — желтым. Рядом на рис. 8.3 вы видите модели молекул кислорода и водорода: каждая из них состоит из двух одинаковых атомов.

    На рис. 8.4 изображена модель молекулы метана — вещества, которое входит в состав природного газа. Эта молекула состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Атомы углерода часто образуют как бы своеобразный «остов» для построения больших молекул. Например, на рис. 8.5 изображена модель «кольцевой» молекулы бензола, в состав которой входят 6 атомов углерода и 6 атомов водорода, а на рис. 8.6 — модель молекулы, состоящей из нескольких десятков атомов.

    Среди огромного многообразия молекул, построенных на основе атомов углерода, есть и состоящие из миллионов атомов! Это как раз молекулы, входящие в состав живых существ, в том числе и нас с вами. О таких молекулах мы расскажем в разделе «Хочешь узнать больше?».

    Свойства вещества определяются типом его молекул, то есть молекула является мельчайшей частицей данного вещества.

    Например, вода состоит из молекул, в состав которых входят атомы водорода и кислорода, но при комнатной температуре вода — жидкость, а водород и кислород — газы.

    Ученым сегодня известно несколько миллионов типов молекул. И каждый тип молекул соответствует определенному веществу со своими свойствами.

    Размеры молекул и атомов

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Капнем на поверхность воды капельку масла (лучше взять оливковое масло). Масло растечется по поверхности воды очень тонким слоем. Однако толщина масляной пленки не может быть меньше размера молекулы масла. Это и определяет максимальную площадь пленки (рис. 8.7). Так, опыты показывают, что капелька оливкового масла объемом 1 мм3 растекается по площади не более 1 м2.

    Зная объем капельки и площадь масляной пленки, можно оценить длину молекулы масла (эти молекулы имеют удлиненную форму и располагаются на поверхности воды перпендикулярно поверхности). Если из капельки объемом 1 мм3 образуется масляная пленка площадью 1 м2, значит, толщина пленки, равная примерно длине молекулы масла, составляет около 1 нанометра (нм), то есть одной миллиардной части метра! Учтите, что молекула масла состоит из многих атомов.

    Наименьшая молекула — одноатомная молекула гелия (около 0,2 нм). Размер молекулы воды, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода, немного больше: около 0,3 нм.

    Итак, характерной длиной в мире атомов и молекул является 0,1 нм.

    Чтобы вы смогли представить размеры молекул, приведем сравнения.

    1. В одной чайной ложке воды содержится примерно столько же молекул воды, сколько чайных ложек воды содержится в Мировом океане (то есть во всех морях и океанах Земли вместе взятых). Значит, чтобы пересчитать молекулы воды в чайной ложке, нужно было бы потратить столько же времени, сколько для того, чтобы вычерпать чайной ложечкой весь Мировой океан!
    2. Атом водорода примерно во столько раз меньше сливы, во сколько раз сама слива меньше земного шара. Представьте себе, что огромная Земля состоит вся из слив, — и вы получите некоторое представление о том, как сама слива состоит из атомов!
    Живые молекулы

    Все живые существа состоят из огромных, чрезвычайно сложно устроенных молекул.

    Например, в каждом существе есть особые молекулы, в которых последовательностью атомов «записана» вся так называемая «наследственная информация» — подобно тому, как в книге буквами набран текст.

    Только благодаря невероятно тонкой и точной «работе» таких молекул ребенок похож на своих родителей: котенок — на кошку, а слоненок — на слона. Модель короткого фрагмента такой «наследственной» молекулы показана на рис. 8.8. Эти молекулы свернуты в длиннейшие спирали. Чтобы дать вам представление о числе и длине этих молекул, скажем только, что если бы «наследственные» молекулы, содержащиеся в организме одного человека, выстроить в один ряд, то их общая длина была бы в сто раз больше расстояния от Земли до Солнца!

    Молекулы, из которых состоят живые существа, часто называют биологическими. Строение и взаимодействие биологических молекул напоминают строение и работу сложных механизмов. Для изучения структуры и действия биологических молекул физика и биология, объединившись, породили новую науку — биофизику. Эта наука изучает строение живых организмов, используя методы не только физики и биологии, но и других наук, например химии и информатики.

    Действительно ли атом неделим

    В начале 20-го века ученые смогли проникнуть и вглубь атома. Английский ученый Эрнест Резерфорд, «обстреливая» атомы пучками быстрых частиц, установил, что некоторые из этих частиц при столкновении с атомами «отскакивают» назад! Объяснить это можно было только тем, что внутри атома существует крошечное атомное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома.

    Расчеты, сделанные Резерфордом, показали, что размеры атомного ядра примерно в сто тысяч раз меньше размеров атома. То есть, если атом увеличить до размеров цирковой арены, то атомное ядро было бы «маковым зернышком» посреди арены!

    Так что Демокрит, утверждавший, что в природе есть только атомы и пустота, недооценил «роль» пустоты: оказалось, что и атомы «наполнены» в основном пустотой!

    Ядро имеет положительный электрический заряд, а вокруг ядра движутся очень легкие отрицательно заряженные частицы — электроны. Это напоминает Солнечную систему. Сходство атома с Солнечной системой усиливается еще и тем, что почти вся масса Солнечной системы сосредоточена в Солнце: масса всех планет, вместе взятых, составляет около одной тысячной части массы Солнца.

    Исходя из этого, Резерфорд предложил «планетарную» модель атома, согласно которой электроны в атоме движутся вокруг атомного ядра подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Однако затем выяснилось, что движение электронов происходит совершенно по другим законам, чем движение планет. Подробнее об этом вы узнаете из курса физики следующих классов.

    Таким образом, оказалось, что атом делим: он состоит из атомного ядра и электронов. Сразу же возник вопрос: является ли неделимым атомное ядро?

    В последующих опытах (в том числе поставленных тем же Резерфордом) выяснилось, что ядро атома состоит из частиц двух типов — положительно заряженных протонов и нейтронов, не имеющих электрического заряда. Массы протона и нейтрона оказались приблизительно одинаковыми. Это объяснило, почему массы всех атомов приближенно кратны массе атома водорода: ядро атома водорода состоит из одного протона, а ядра всех других атомов состоят из частиц примерно равной массы, как из одинаковых «кирпичиков».

    На рис. 8.9 схематически изображено строение простейших атомов — атомов водорода, гелия и лития.

    Однако на этом путешествие «вглубь материи» не остановилось: во второй половине 20-го века ученые открыли, что протон и нейтрон — также составные частицы! Подробнее об этом вы тоже узнаете из курса физики следующих классов.

    Броуновское движение

    В начале 19-го века английский ботаник Роберт Броун, наблюдая в микроскоп крошечные частицы цветочной пыльцы, взвешенные в воде, сделал удивительное открытие. Он увидел, что частицы пыльцы пребывают в «вечной пляске», непрестанно хаотически двигаясь.

    Ученый предположил, что частицы пыльцы движутся потому, что они живые, и повторил опыт с растолченными в мельчайшую пыль кусочками камня. Но и частички камня «плясали без устали»! Это движение, которое назвали броуновским, оставалось загадкой в течение 50 лет. Только в конце 19-го века ученые пришли к выводу, что оно обусловлено бомбардировкой этих частиц молекулами воды. Если частица очень мала, удары молекул воды по ней с разных сторон не компенсируют друг друга, что и вызывает непрестанное хаотическое движение частицы.

    На рис. 9.1 приведена сделанная с помощью микроскопа фотография, которая хорошо иллюстрирует хаотичность движения броуновских частиц. На этой фотографии отрезками соединены последовательные положения частицы через 1 мин.

    Броуновское движение является опытным подтверждением молекулярного строения вещества и движения молекул.

    Броуновское движение играет роль «мостика» между макромиром — миром наблюдаемых непосредственно тел — и микромиром — миром молекул и атомов.

    С какими скоростями движутся молекулы

    Скорости молекул ученые вычислили теоретически в конце 19-го века. Результат оказался поразительным: согласно расчетам, в окружающем нас воздухе молекулы носятся со скоростями артиллерийских снарядов — сотни метров в секунду!

    Такие скорости молекул показались некоторым ученым неправдоподобно большими, вследствие чего они ставили под сомнение существование молекул. Однако в начале 20-го века скорости молекул удалось измерить на опыте, и опыт подтвердил теоретические выводы. Согласно расчетам, подтвержденным опытами, с повышением температуры скорость хаотического движения молекул увеличивается.

    Почему же мы не ощущаем своей кожей «обстрела» молекулами, движущимися с такими огромными скоростями? Дело в том, что массы молекул чрезвычайно малы, а их удары — очень частые. И поэтому «барабанная дробь» быстрых ударов крошечных молекул проявляет себя как постоянное давление воздуха. Как показывают опыты, при комнатной температуре атомы и молекулы в жидкостях и твердых телах движутся также со скоростями артиллерийских снарядов.

    Диффузия

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Капнем каплю духов в одном конце комнаты. Через некоторое время запах духов распространится по всей комнате. Как вы догадались, это означает, что молекулы ароматических веществ, входящие в состав духов, «разлетелись» по всей комнате, то есть произошло проникновение молекул одного вещества в другое.

    Диффузией называют обусловленное движением молекул взаимное проникновение частиц одного вещества в другое.

    Почему же молекулы ароматических веществ не долетели до нас практически мгновенно, раз они движутся со скоростями артиллерийских снарядов? Дело в том, что при своем движении эти молекулы многократно сталкиваются с молекулами, из которых состоит воздух, поэтому их траектории похожи на траектории движения броуновских частиц. Распространению запахов способствуют потоки воздуха.

    Диффузия является опытным подтверждением движения молекул.

    Диффузия происходит также в жидкостях и даже в твердых телах.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Капните в чашку с водой каплю чернил или йода. Вы увидите, что благодаря диффузии капля «ветвится» и постепенно «тает», придавая слабую окраску всей воде (рис. 9.2—9.4).

    Диффузия в жидкостях происходит значительно медленнее, чем в газах, хотя в жидкостях молекулы движутся примерно с такими же скоростями, как и в газах. Дело в том, что в отличие от газов, где молекулы расположены на довольно больших расстояниях друг от друга (в несколько раз больше размеров самих молекул), в жидкостях молекулы расположены практически вплотную. И поэтому в и процессе диффузии одним молекулам приходится как бы «проталкиваться» сквозь плотную «толпу» других молекул. Это и замедляет процесс диффузии. Схематически процесс диффузии в жидкостях изображен на рис. 9.5—9.7.

    Обнаружить диффузию в твердых телах намного труднее, чем в жидкостях и газах. Но все-таки можно. Например, был поставлен такой опыт. Под пресс положили отполированные пластины золота и свинца, и через несколько лет в свинце удалось обнаружить атомы золота, а в золоте — атомы свинца: атомы одной пластины проникли в другую пластину вследствие диффузии. Чем же объясняется столь медленная диффузия в твердых телах? Дело в том, что молекулы или атомы твердых веществ расположены обычно не только вплотную, но еще и «стройными рядами». Чтобы «протиснуться» даже сквозь один такой ряд, молекуле приходится предпринимать миллионы «попыток»! В результате скорость диффузии в твердых телах очень мала.

    Взаимодействие молекул

    О взаимодействии молекул свидетельствует уже само существование жидкостей и твердых тел.

    Притяжение молекул

    Если бы молекулы не притягивались друг к другу, жидкости и твердые тела сразу распались бы на отдельные молекулы, превратившись в газы: газообразное состояние вещества как раз и соответствует сравнительно слабому взаимодействию молекул.

    Молекулы разных тел также притягиваются друг к другу: этим можно объяснить, например, действие клея.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Чтобы получить представление о величине сил притяжения между молекулами, попробуйте разорвать руками капроновую нить сечением 1 мм2. Вряд ли вам удастся это сделать, хотя усилиям всего вашего тела «противостоят» силы притяжения крошечных молекул в малом сечении проволоки или нити. Эти силы схематически показаны на рис. 9.8.

    Отталкивание молекул

    Если бы молекулы только притягивались, нельзя было бы понять, почему жидкости и твердые тела практически несжимаемы, то есть сильно «противятся» уменьшению их объема.

    Это их свойство можно объяснить отталкиванием молекул. Отталкивание молекул обусловливает также взаимодействие твердых тел при непосредственном контакте, когда тела _ «упираются» друг в друга. Например, вы не проваливаетесь сквозь пол потому, что молекулы ваших подошв отталкиваются от молекул, из которых состоит пол. Эти силы отталкивания схематически изображены на рис. 9.9. Таким образом, мы можем сделать вывод, что молекулы взаимодействуют друг с другом: на очень малых расстояниях молекулы отталкиваются, а на несколько больших — притягиваются.

    Когда расстояния между молекулами намного больше их размеров, молекулы почти совсем не взаимодействуют.

    Основные положения молекулярно-кинетической теории

    Исходя из описанных выше наблюдений и опытов, можно сформулировать следующие положения:

    1. все вещества состоят из мельчайших частиц — атомов и молекул;
    2. частицы вещества хаотически и непрестанно движутся;
    3. частицы вещества взаимодействуют друг с другом.

    Эти положения лежат в основе молекулярно-кинетической теории — современного учения о строении вещества.

    Природа взаимодействия молекул

    Взаимодействие молекул имеет электрическую природу. Это взаимодействие носит довольно сложный характер, поэтому мы ограничимся тут только некоторыми пояснениями.

    Отталкивание молекул на очень малых расстояниях обусловлено тем, что, когда молекулы расположены вплотную друг к другу, основную роль играет взаимодействие «внешних частей» их атомов, то есть электронов. Электроны заряжены отрицательно, а одноименно заряженные частицы отталкиваются. При увеличении расстояния между молекулами основную роль начинает играть притяжение между положительно заряженными ядрами атомов, входящих в состав одной молекулы, и отрицательно заряженными электронами, входящими в состав атомов другой молекулы. Поэтому отталкивание молекул сменяется их притяжением.

    Сложный характер взаимодействия молекул удалось понять только в 20-м веке, когда физики создали квантовую механику — науку о движении и взаимодействии мельчайших частиц вещества. Об основных ее положениях вы узнаете из курса физики старших классов.

    Почему движение молекул никогда не прекращается

    Движение молекул разительно отличается от движения окружающих нас предметов. Движение предметов, как вы уже знаете, из-за трения замедляется и наконец прекращается. А вот движение молекул не прекращается никогда. Почему же не останавливаются из-за трения молекулы? Дело в том, что вследствие трения механическое движение превращается в хаотическое (тепловое) движение молекул — ведь в результате трения тела нагреваются. Но самим молекулам «передать» энергию своего движения уже некуда — они движутся в пустоте, сталкиваясь только друг с другом. В результате столкновений молекул их энергия только перераспределяется между ними. Вечное движение крошечных молекул сходно в этом смысле с вечным движением огромных планет: планеты, как и молекулы, движутся в пустоте, и поэтому их механическая энергия остается практически неизменной в течение миллионов лет.

    Газы

    Как вы уже знаете, вещество может находиться в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Эти состояния вещества называют агрегатными состояниями.

    Свойство газов

    В этом параграфе мы опишем опыты и наблюдения над газами, а затем расскажем о молекулярном строении газов, которым обусловлены их свойства. Наглядным примером газа является окружающий нас воздух. Мы живем «на дне» огромного воздушного океана глубиной в десятки километров. Это атмосфера. На рис. 10.1 вы видите сделанную из космоса фотографию атмосферы Земли.

    Воздух состоит в основном из двух газов — азота (около 80 %) и кислорода (около 20 %). Все живые существа дышат кислородом, находящимся в воздухе (рыбы дышат воздухом, растворенным в воде). Поэтому о чем-то крайне нужном часто говорят: «нужен как воздух».

    Воздух кажется нам очень легким. Но и он имеет вес, причем немалый: на каждый квадратный сантиметр поверхности Земли атмосферный воздух давит с силой, равной весу килограммовой гири. Например, на поверхность стола площадью 1 м2 воздух давит с силой, равной примерно весу груженого самосвала (рис. 10.2)! Стол «выдерживает» силу давления воздуха потому, что примерно с такой же силой воздух давит и на нижнюю поверхность стола. О том, что воздух давит и снизу, свидетельствуют воздушные шары (рис. 10.3): они держатся в воздухе только потому, что воздух давит на них снизу с большей силой, чем сверху!

    Воздух давит и на поверхность тел живых существ. И не расплющивает он их потому, что ткани их тел оказывают сопротивление воздуху (рис. 10.4).

    Давление воздуха вы будете изучать в следующем учебном году. Вы можете «почувствовать» воздух, подставив лицо или руку ветру. На восходящих потоках воздуха парят птицы и дельтапланы (рис. 10.5).

    Человек начал использовать силу ветра еще в древности: именно с ее помощью он путешествовал по морям и океанам, открывая и заселяя новые земли (рис. 10.6).

    Силу ветра использовали также в ветряных мельницах, а сегодня используют в ветровых электростанциях. Так что «пустой» стакан или тем более «пустая» комната не так уж пусты! Например, масса воздуха в комнате средних размеров примерно равна массе взрослого человека (рис. 10.7).

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Погрузите банку вверх дном в воду: вы увидите, что вода не заполняет «пустую» банку (рис. 10.8)! Это происходит потому, что в банке остался воздух. Наклоните банку, и вы увидите, как он выходит из банки пузырьками. Отличительная особенность газов состоит в том, что газ занимает весь предоставленный ему объем.

    Именно поэтому, например, мяч при надувании наполняется воздухом равномерно во всем объеме.

    Может возникнуть вопрос: если газ занимает весь предоставленный ему объем, то почему атмосфера Земли не «разлетается»? Дело в том, что атмосферу удерживает довольно большая сила притяжения Земли. А вот, например, Луна не «смогла» удержать свою атмосферу, так как ее сила притяжения намного меньше.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Положите слабо надутый воздушный шарик в кастрюлю и налейте в нее горячую воду. Шарик надуется, хотя масса заключенного в шарике воздуха не увеличилась (рис. 10.9). Это можно объяснить тем, что газы при нагревании расширяются.

    При нагревании на тысячу градусов объем газа увеличивается в несколько раз! Способность газа многократно увеличивать свой объем при нагревании используют в тепловых двигателях: нагретый газ толкает поршень, движение которого передается, например, колесам автомобиля. Как мы увидим далее, жидкости и твердые тела при нагревании также расширяются, но значительно меньше, чем газы.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Попробуйте сжать руками какой-либо твердый предмет, скажем, кусок дерева или кирпич. Вряд ли вам это удастся.

    Не удастся вам сжать и кожаный мяч, полностью наполненный водой. А вот слабо надутый мяч или шар сжать очень легко (рис. 10.10). Таким образом, в отличие от твердых и жидких тел, газы легко сжимаемы.

    Молекулярное строение газов

    Сжимаемость газов объясняется тем, что молекулы в газах расположены не вплотную. Например, в окружающем нас воздухе расстояния между молекулами примерно в 10 раз больше размеров молекул. Молекулярное строение газа схематически показано на рис. 10.11.

    Находясь «вдали» друг от друга, молекулы газов практически не взаимодействуют друг с другом. Вследствие столкновений движение молекул газа носит хаотический характер. Поэтому газ и заполняет весь предоставленный ему объем.

    Жидкости

    Самая распространенная на Земле жидкость — вода, хотя, как мы увидим, она обладает некоторыми исключительными свойствами.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Налейте воду в любой сосуд — вода «послушно» примет форму этого сосуда (рис. 11.1).

    Этот опыт показывает, что жидкость принимает форму сосуда, в котором она находится.

    Обусловлено это тем, что жидкость обладает текучестью, то есть очень легко изменяет свою форму под действием внешних сил. На жидкость в сосуде действуют сила тяжести и давят стенки сосуда — вот почему жидкость и принимает форму сосуда.

    Но говорить, что «жидкость не имеет своей формы», все-таки нельзя! Мы расскажем об этом в разделе «Хочешь узнать больше?».

    Свойства жидкостей

    Легко изменяя свою форму, жидкость в то же время «упорно» противится сжатию, то есть уменьшению объема. Однажды поставили такой опыт. Толстостенную свинцовую сферу через небольшое отверстие заполнили водой, запаяли отверстие и подвергли сферу очень сильному сжатию. И что же получилось? Вода не сжалась, а просочилась сквозь металл: на поверхности свинцовой сферы выступили капли воды!

    Этот и подобные ему опыты показывают, что жидкости обладают малой сжимаемостью.

    Это жидкости существенно отличаются от легкосжимаемых газов. Можно сказать, что жидкость по своим свойствам напоминает песок: изменить форму песка очень легко, но изменить объем данной массы песка — трудно. Это сходство жидкости с песком, как мы скоро увидим, обусловлено молекулярным строением жидкости.

    Объем жидкости трудно не только уменьшить — его настолько же трудно и увеличить. Другими словами, жидкость сохраняет свой объем (при постоянной температуре). Поэтому в отличие от газа жидкость не обязательно занимает весь объем сосуда: например, воду в стакан можно налить до половины (а вот наполнить стакан газом «до половины» невозможно). На границе с воздухом жидкость образует свободную поверхность.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Налейте в стакан воду до половины и медленно наклоните стакан. Вы увидите, что поверхность воды остается горизонтальной. Это обусловлено текучестью жидкости: под действием силы тяжести вода стремится занять как можно более низкое положение. Именно по этой причине вода и выливается из наклоненного сосуда (рис. 11.2).

    При нагревании жидкости расширяются — значительно меньше, чем газы, но значительно больше, чем твердые тела. Это используют, в частности, при изготовлении жидкостных термометров — приборов для измерения температуры (рис. 11.3).

    Поскольку жидкость при нагревании расширяется сильнее, чем твердая «оболочка» термометра, высота столба жидкости вследствие нагревания увеличивается. А чтобы увеличение объема было заметнее, термометр сконструирован так, что жидкость поднимается внутри тонкой трубки. Однако не все жидкости и не всегда при нагревании расширяются! Важным исключением является самая распространенная на Земле жидкость — вода. О ее «поведении» при нагревании мы расскажем в разделе «Хочешь узнать больше?».

    Молекулярное строение жидкостей

    Схематически расположение молекул в жидкости показано на рис. 11.4.

    Молекулы в жидкости расположены вплотную друг к другу, но в этом расположении нет определенного порядка.

    Как видно, расположение молекул в жидкости напоминает расположение песчинок в куче песка. Этим и обусловлено упомянутое выше сходство жидкости с песком.

    Молекулы жидкости хаотически движутся, но их движение сильно ограничено молекулами-«соседями». Поэтому движение молекул жидкости напоминает движение людей в толпе: молекулы «толкаются», время от времени меняясь местами друг с другом. Именно эти «перескоки» и сообщают жидкости текучесть. Когда на жидкость действуют внешние силы, «перескоки» молекул в одном направлении происходят чаще, чем в других направлениях, вследствие чего форма жидкости изменяется. А поскольку эти «перескоки» происходят очень часто, форма жидкости меняется настолько быстро, что мы говорим: жидкость течет.

    Плотность вещества

    Тела, состоящие из одинакового вещества, могут иметь различные массы: например, масса воды в полном ведре примерно в 50 раз больше массы воды в полном стакане. И объем воды в ведре примерно в 50 раз больше объема воды в стакане.

    Для всех тел, состоящих из одинакового вещества, отношение массы к объему одинаково.

    Отношение массы т однородного образца данного вещества к его объему V называют плотностью этого вещества:

    Плотность является характеристикой вещества, а нс конкретного тела. Единицей плотности в SI является 1 кг/м3. Плотность воды равна 1000 кг/м3, а плотность воздуха — примерно 1,3 кг/м3, то есть почти в 770 раз меньше. Плотность воды намного больше плотности воздуха из-за того, что в жидкости, в отличие от газа, молекулы расположены вплотную.

    Почему капли круглые

    Утверждение, что жидкость «не имеет своей формы», а всегда принимает форму сосуда, не совсем правильно.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Капните водой на тарелку, смазанную любым жиром (например, сливочным или растительным маслом). Вы увидите, что капли не растекаются, а сохраняют примерно шарообразную форму. Такую же форму имеют и капельки росы на траве и листьях (рис. 11.5). Это обусловлено тем, что жидкость стремится уменьшить площадь своей поверхности, а из всех тел с заданным объемом наименьшую площадь поверхности имеет шар.

    При «земных» условиях сила тяжести и давление стенок сосуда «заставляют» жидкость принять форму сосуда. А для малой капли основную роль играет стремление жидкости уменьшить площадь поверхности.

    Почему зимой реки и озера не промерзают до дна

    Удивительным свойством воды, отличающим ее от других жидкостей, является то, что при нагревании от О °C до 4 °C вода не расширяется, а сжимается, вследствие чего плотность воды максимальна при температуре 4 °C. Благодаря этому зимой «тяжелая» вода с температурой 4 °C опускается на дно рек и озер. Вот почему реки и озера в средних широтах редко промерзают зимой до дна (если они не слишком мелкие). А от этого радость не только рыбам, но и рыбакам — любителям подледного лова.

    Твердые тела

    Как вы уже знаете, твердые тела сохраняют объем и форму.

    Свойства твердых тел

    Твердые тела сильно отличаются по своим свойствам.

    Во-первых, они отличаются друг от друга твердостью. Например, хорошо известна мягкость графита, из которого делают стержни карандашей. Но есть и «по-настоящему» твердые тела, например стекло или чугун. «Чемпионом» же по твердости считаю! алмаз: он оставляет царапины на любом другом теле. Поэтому из алмаза изготовляют особо твердые режущие инструменты.

    Во-вторых, твердые тела отличаются друг от друга хрупкостью. Так, стеклянный стакан — хрупкое тело: при ударе он разрушается. А свинцовый брусок — пластичное тело: при ударе он лишь изменяет форму.

    Расширение твердых тел при нагревании

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Возьмем металлические шар и кольцо, размеры которых подогнаны так, что при одинаковой температуре шар проходит сквозь кольцо почти без зазора (рис. 12.1). Нагреем шар (рис. 12.2). Мы увидим, что нагретый шар не проходит сквозь кольцо (рис. 12.3). Обусловлено это тем, что твердые тела при нагревании расширяются.

    Твердые тела при нагревании расширяются значительно меньше, чем жидкости и газы. Например, стальной метровый стержень при нагревании на 1 °C удлиняется примерно на одну сотую долю миллиметра.

    Однако если бы строители и инженеры не учитывали теплового расширения материалов, то это приводило бы к разрушению зданий, мостов и дорог, а также к обрывам линий электропередач! Так, пролет моста при нагревании может удлиниться на несколько сантиметров. Вы, наверное, замечали, что провода линий электропередач заметно провисают, особенно летом (рис. 12.4). Объяснить это провисание очень просто: если бы летом провода были натянутыми, то зимой они просто порвались бы!

    Например, в кристалле поваренной соли атомы натрия и хлора строго чередуются, располагаясь в вершинах куба, — поэтому кристаллы соли и имеют форму куба. А в кристалле льда молекулы воды располагаются в вершинах шестиугольников — вот почему узор всех снежинок имеет шестиугольный «каркас». На рис. 12.7 схематически изображена кристаллическая решетка поваренной соли, а на рис. 12.8 — кристаллическая решетка льда.

    Кристаллы

    Есть два типа твердых тел — кристаллические и аморфные. Рассмотрим сначала кристаллические тела, которые часто называют кристаллами. Примерами кристаллов являются знакомые вам поваренная соль и сахар.

    ПОСТАВИМ ОПЫТ

    Рассмотрите через увеличительное стекло кристаллики соли или сахара: у них ровные, будто специально срезанные, грани. Можно вырастить и большой кристалл: на рис. 12.5 изображен такой кристалл соли. Очень красивы снежинки (рис. 12.6), являющиеся кристалликами льда. Но как бы ни были разнообразны снежинки, в основе их узора всегда лежит правильный шестиугольник! Правильная форма кристаллов обусловлена тем, что атомы или молекулы в кристаллах расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решетку.

    Аморфные тела

    С аморфными телами вы также встречаетесь каждый день: например, аморфными телами являются стеклянные предметы (рис. 12.9). Аморфные тела обладают текучестью, но значительно меньшей, чем жидкости. Текучесть аморфных тел возрастает с повышением температуры, благодаря чему, например, из капли нагретого стекла можно «выдувать» стеклянные сосуды, подобно тому как выдувают мыльные пузыри. На рис. 12.10 изображена капля «полужидкого» стекла.

    Опыты показывают, что стекло обладает некоторой текучестью даже при комнатной температуре. Это подтверждают, в частности, наблюдения за окнами старинных зданий: оконные стекла в них за много лет «оплыли», став толще внизу. Текучесть аморфных тел обусловлена тем, что в аморфных телах нет кристаллической решетки.

    На рис. 12.11 схематически изображено молекулярное строение аморфного тела. Оно напоминает молекулярное строение жидкости, поэтому аморфные тела занимают промежуточное положение между жидкостями и кристаллами. Из-за отсутствия кристаллической решетки атомы или молекулы в аморфных телах время от времени «перескакивают» из одного положения в другое. Этим объясняется текучесть аморфных тел: когда на аморфное тело действуют внешние силы, «перескоки» молекул в одном направлении происходят чаще, чем в других, в результате чего форма тела постепенно изменяется1.

    Почему графит мягкий, а алмаз твердый

    Свойства кристалла зависят не только от типа атомов, но и от типа кристаллической решетки.

    Трудно поверить, например, что мягкий черный графит, из которого делают стержни карандашей (рис. 12.12), и твердый прозрачный алмаз (рис. 12.13) состоят из одинаковых атомов — атомов углерода. Почему же тогда эти два вещества так отличаются по своим свойствам?

    Дело в том, что кристаллическая решетка графита имеет слоистую структуру, причем соседние слои слабо связаны друг с другом (рис. 12.14). Поэтому слои легко отделяются друг от друга, чем и объясняется мягкость графита. В кристаллической же решетке алмаза все атомы сильно связаны со своими ближайшими соседями (рис. 12.15). Именно эта жесткая связь атомов и обусловливает уникальную твердость алмаза.

    Жидкие кристаллы

    Во второй половине 20-го века начали активно изучать и применять искусственно созданные вещества, которые объединяют свойства жидкостей и кристаллов. Их назвали жидкими кристаллами.

    Широкое применение жидких кристаллов обусловлено тем, что они очень чувствительны к изменению внешних условий: например, даже при небольшом изменении температуры или давления они могут изменять свой цвет. Благодаря этому жидкие кристаллы широко применяют в разных приборах — например, в жидкокристаллических медицинских термометрах. Особенно широко применяют жидкие кристаллы для изготовления разных дисплеев — от часов и мобильных телефонов до компьютеров и телевизоров.

    В расположении молекул жидких кристаллов есть определенная упорядоченность, поэтому эти вещества называют жидкими кристаллами. Но они не имеют кристаллической решетки, поэтому эти вещества называют жидкими кристаллами.

    Например, молекулы жидких кристаллов часто имеют удлиненную форму — длина молекулы может в десять и более раз превышать ее «толщину». Причем эти удлиненные молекулы сориентированы одинаково (например, расположены преимущественно вертикально), но центры молекул расположены хаотически. На рис. 12.16 схематично изображено молекулярное строение такого жидкого кристалла.

    Итоги

    • Все окружающие нас тела состоят из атомов.
    • В качестве атомной единицы (а. е. м.) принята 1/12 массы атома углерода.
    • Молекулы состоят из атомов.
    • Свойства вещества определяются типом его молекул, поэтому молекула является мельчайшей частицей вещества.
    • Характерной длиной в мире атомов и молекул является 0,1 нм.
    • Опытным подтверждением молекулярного строения вещества и движения молекул является броуновское движение.
    • С повышением температуры скорость хаотического движения молекул увеличивается.
    • Диффузией называют обусловленное движением молекул взаимное проникновение частиц одного вещества в другое. Диффузия является опытным подтверждением движения молекул.
    • Основные положения молекулярно-кинетической теории: 1) все вещества состоят из мельчайших частиц — атомов и молекул; 2) частицы вещества непрестанно и хаотически движутся; 3) частицы вещества взаимодействуют друг с другом.
    • Вещество может находиться в трех состояниях: твердом, жидком или газообразном. Эти состояния вещества называют агрегатными состояниями.
    • Газ занимает весь предоставленный ему объем.
    • Газы при нагревании расширяются.
    • Жидкость принимает форму сосуда, в котором она находится. Это обусловлено текучестью жидкости.
    • Жидкости мало сжимаемы (сохраняют свой объем).
    • На границе с воздухом жидкость образует свободную поверхность.
    • Молекулы в жидкости расположены вплотную друг к другу, но в этом расположении нет определенного порядка.
    • Плотностью вещества называют отношение массы однородного образца данного вещества к объему этого образца , то есть . Плотность характеризует вещество, а не тело.
    • Твердые тела сохраняют объем и форму.
    • При нагревании твердые тела расширяются.
    • Существуют два типа твердых тел — кристаллические и аморфные.
    • Атомы или молекулы в кристаллах расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решетку.
    • В аморфных телах нет кристаллической решетки. Молекулярное строение аморфного тела напоминает молекулярное строение жидкости.

    Дискретное строение вещества

    Другого ничего в природе нет. Ни здесь, ни там, в космических глубинах: Все — от песчинок малых до планет — Из элементов состоит единых. С. Щипачев

    О каких элементах идет речь в вышеприведенных строках из стихотворения «Читая Менделеева»?

    Все тела состоят из каких-либо веществ: ручка — из пластмассы, карандаш — из древесины и графита.

    Вещества обладают различными, только им присущими свойствами: цветом, запахом, плотностью, текучестью и др. А что общего у всех веществ?

    Проведем опыт. В кружку с чаем положим кусочек сахара (рис. 42, а) и размешаем. Крупинки сахара стали невидимыми (рис. 42, б), а чай сладким. Значит, сахар не исчез. Он остался в чае. Но почему крупинки не видны? Они распались на мельчайшие частицы, не видимые глазом.

    Мельчайшие частицы вещества, способные существовать самостоятельно и сохраняющие основные свойства вещества, называются молекулами.

    Не только сахар, но и все другие вещества состоят из мельчайших частиц, т. е. имеют дискретное (прерывистое) строение. Разные вещества состоят из различных молекул, поэтому и свойства их отличаются.

    Гипотеза о дискретном строении вещества была выдвинута греческим философом Демокритом (рис. 43) около 25 веков тому назад. Легенда рассказывает, что однажды Демокрит сидел на камне у моря, держал в руке яблоко и размышлял: «Если я сейчас это яблоко разрежу пополам, у меня останется половина яблока; если я затем эту половину снова разрежу на две части — останется четверть яблока; но если я и дальше буду продолжать такое деление, то не приведет ли это к тому, что оставшаяся часть уже не будет обладать свойствами яблока?» Демокрит пришел к выводу, что предел делению существует, и назвал эту последнюю, уже неразрезаемую, неделимую частицу атомом (от греч. atomos — неделимый).

    Из атомов состоят молекулы. Некоторые вещества состоят только из атомов. На рисунке 44 изображена модель молекулы воды Она состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. А вот алмаз (рис. 45) состоит только из атомов углерода. Всего в природе встречается 92 вида различных атомов. Кроме того, в научных лабораториях получено более 30 видов атомов. Как из 33 букв алфавита образуется множество разных слов, так из атомов образуется множество различных молекул — от самых простых до очень сложных (рис. 46). Из молекул состоит большинство веществ.

    Молекулы вещества можно разделить на атомы. Атомы, соединяясь с другими атомами, образуют новые вещества с новыми свойствами. Например, вода под действием электрического тока может превратиться в газы: водород и кислород (рис. 47). Их свойства отличаются от свойств воды.

    При нагревании вода переходит в газ (пар), при охлаждении — в лед. И пар, и вода, и лед состоят из одинаковых молекул (рис. 48).

    Однако молекулы по-разному взаимодействуют друг с другом, поэтому свойства льда, воды и пара разные.

    Дискретное строение вещества подтверждают многие из наблюдаемых нами в повседневной жизни явлений. К ним относится возможность существования вещества (например, ) в трех состояниях — твердом, жидком и газообразном (рис. 49). Также свидетельством дискретного строения вещества является смешивание и окрашивание жидкостей (рис. 50). Еще один наглядный пример из жизни — это растекание масла по поверхности воды и образование пятна определенной площади (рис. 51).

    Наблюдать дискретное строение вещества стало возможным после того, как ученые создали микроскопы с высочайшей степенью увеличения. На рисунке 52, а представлена фотография атома водорода, а на рисунке 52, б — структуры поверхности графита. Данные фотографии были получены с помощью самых современных микроскопов при очень высоком увеличении.

    Для любознательных:

    Представим себе, что мы нанизали па воображаемую нить все молекулы, находящиеся в воздуха, так, чтобы они касались друг друга. Получившейся нитью можно было бы 200 раз обмотать по экватору земной шар. Так велико число молекул в воздуха и так малы их размеры!

    Есть вещества, молекулы которых во много раз больше по массе и числу атомов, чем, например, молекула воды. Масса молекулы некоторых белковых веществ примерно в 1 000 000 раз больше массы молекулы воды.

    Молекула гемоглобина (вещества крови, которое переносит кислород) состоит из 1400 атомов, что примерно в 467 раз больше числа атомов в молекуле воды.

    Главные выводы:

    1. По современным представлениям, вещество имеет прерывистое (дискретное) строение.
    2. Молекулы — мельчайшие частицы вещества, способные существовать самостоятельно и сохраняющие основные свойства вещества.
    3. Молекулы состоят из атомов.

    Тепловое движение частиц

    Мы уже знаем, что все вещества состоят из мельчайших частиц — атомов, молекул. Как ведут себя частицы вещества?

    Для получения ответа проведем опыт. В стаканы с холодной и теплой водой бросим по 3 кристаллика марганцовки (перманганата калия) (рис. 53). Уже через несколько минут мы увидим, как вода постепенно окрашиваете,я в розовый цвет. Причем в теплой воде окрашивание идет быстрее (рис. 53, а), чем в холодной (рис. 53, б). О чем говорят результаты опыта?

    1. Розовый цвет воды указывает на то, что марганцовка растворяется в воде.
    2. Окрашивание идет по всем направлениям, значит, частицы марганцовки и воды сталкиваются между собой и движутся беспорядочно (хаотически).
    3. Окрашивание воды в стакане с теплой водой идет быстрее. Это означает, что в теплой воде хаотическое движение и столкновения частиц более интенсивны, чем в холодной.
    4. Перемешивание веществ, проникновение их друг в друга указывает па то, что между частицами есть расстояния.

    Явление взаимного проникновения веществ друг в друга называют диффузией.

    Беспорядочное движение частиц вещества, зависящее от степени нагретости вещества, называют тепловым.

    Хаотически движутся молекулы в газах. Движение молекул в жидкостях и твердых телах отличается от их движения в газах, но тоже хаотично. Доказательство тому — диффузия. Сидя в своей комнате, мы очень быстро по запаху пищи определяем, что готовит мама на кухне. Распространение запахов — это пример диффузии.

    В газах она идет быстрее, чем в жидкостях. Например, если всыпать в стакан с водой ложку соли, то через некоторое время соль растворится, и вода станет соленой. Но на это потребуется время (20—30 мин). Очень медленно идет диффузия в твердых телах. Нужны годы, чтобы частицы одного твердого тела проникли в другое.

    Для любознательных:

    Следует отметить огромную роль диффузии в природе и технике.

    В неживой природе это непрерывное перемешивание газов в земной атмосфере, не позволяющее более тяжелым газам собираться в низинах. Это минерализация воды, т. е. растворение в ней различных неорганических (минеральных) веществ. Чистая, без этих веществ (дистиллированная), вода совершенно безвкусна и мало полезна. Важна диффузия при переносе питательных веществ и кислорода в растениях и других организмах. Путем диффузии осуществляется газообмен в легких и тканях животных. Кислород, содержащийся в воздухе, поступает в кровь, которая доставляет его к клеткам. Углекислый газ из клеток выделяется в кровь, а затем в окружающую среду.

    В технике диффузия используется для получения металлов с заданными свойствами. В первую очередь это стали и сплавы алюминия, широко применяемые в авиации. На диффузии основаны процессы пайки, сварки (см. рис.), склеивания материалов и др. С другими доказательствами хаотического движения частиц вы познакомитесь в 8-м и 10-м классах.

    Главные выводы:

    1. Частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении.
    2. Интенсивность теплового движения частиц вещества тем больше, чем выше температура.
    3. Явлением диффузии подтверждается хаотическое движение частиц и наличие расстояний между ними.

    Для любознательных:

    Рассматривая под микроскопом пыльцу растений в воде, английский ботаник Роберт Броун (1773—1858) обнаружил беспорядочное и непрерывное движение ее частиц. Не зная, как объяснить увиденное, ученый решил, что частицы пыльцы живые. Броун провел опыт, взяв вместо пыльцы мелко истолченную глину. Все повторилось, как и в случае с пыльцой. Частички покрупнее двигались медленно, реже меняя направление движения. Мелкие частички двигались быстро, беспорядочно меняя направление движения. Кроме того, исследуя данное явление, Броун обнаружил, что в горячей воде частички движутся быстрее, чем в холодной.

    Ученый так и не смог объяснить причину физического явления, которое позже получило название броуновского движения. Но, несмотря на это, ботаник Броун прочно вошел в историю физики.

    Позже причина броуновского движения была точно установлена. Молекулы жидкости, двигаясь хаотично, ударяются со всех сторон о броуновскую частицу. Различное число ударов с разных сторон заставляет частицы непрерывно и беспорядочно двигаться.

    Броуновское движение экспериментально подтверждает реальность существования молекул и их тепловое движение.

    Взаимодействие частиц вещества

    Почему многие твердые тела обладают такой большой прочностью? На стальном тросе, диаметр которого составляет всего 25 мм, можно поднять целый тепловоз. Очень трудно разделить на куски камень. Объяснить перечисленные факты можно взаимным притяжением частиц, из которых состоят твердые тела.

    Молекулы (атомы) в твердых веществах притягиваются друг к другу.

    Но почему тогда части разбитого стеклянного стакана нельзя без клея соединить в одно целое? В то же время куски пластилина легко соединяются в один кусок. Проделайте опыт с пластилином самостоятельно.

    Объяснить эти факты можно, предположив, что притяжение молекул (атомов) проявляется лишь на малых расстояниях между ними. Действительно, если нагреть стеклянные куски до такой степени, чтобы стекло стало мягким (рис. 54), и прижать их друг к другу, они слипнутся в одно целое.

    Притягиваются друг к другу и молекулы в жидкостях. Чтобы доказать это утверждение, проведем такой опыт. Подвесим на пружине чистую стеклянную пластинку и отметим положение нижнего конца пружины указателем (рис. 55, а). Поднесем к пластинке сосуд с водой до соприкосновения ее с поверхностью воды, после чего будем опускать сосуд до отрыва пластинки. Растяжение пружины увеличится (рис. 55, б), что указывает на притяжение частиц жидкости (воды) в сосуде и на поверхности стеклянной пластины.

    А вот молекулы (атомы) газа практически не притягиваются друг к другу. Дело в том, что в газах частицы находятся на больших расстояниях, чем в жидкостях и твердых телах. Притяжение на этих расстояниях ничтожно мало. Поэтому молекулы газа разлетаются по всему предоставленному газу объему. Например, запах духов из открытого флакона распространяется по всей комнате.

    А есть ли между молекулами отталкивание? Проведите такой опыт. Возьмите сплошной резиновый мячик и попробуйте его сжать (рис. 56, а). Легко ли это сделать? Стоит только перестать сжимать мячик, как он тут же восстанавливает свою форму (рис. 56, б). Значит, между частицами резины существует отталкивание. Именно отталкивание частиц затрудняло сжатие мячика, оно же восстановило его первоначальную форму.

    Очень важно понять, что притяжение и отталкивание частиц вещества проявляются лишь на малых расстояниях между частицами, т. е. в твердых телах и жидкостях.

    Взаимодействие двух молекул условно можно сравнить со взаимодействием двух шариков, скрепленных пружиной (рис. 57, а). При расстоянии (пружина растянута) шарики притягиваются друг к другу (рис. 57, б), а при расстоянии (пружина сжата) — отталкиваются (рис. 57, в).

    Хотя эта модель весьма наглядна, тем не менее она имеет недостаток: на больших расстояниях притяжение, создаваемое пружиной, становится все сильнее. У молекул же, как мы отмечали ранее, оно практически исчезает.

    Таким образом, на одних расстояниях (при отдалении частиц) преобладает притяжение, а на других (при сближении частиц) — отталкивание.

    Главные выводы

    1. Частицы твердых веществ и жидкостей (атомы, молекулы) испытывают взаимное притяжение и взаимное отталкивание.
    2. При сближении частиц твердых веществ и жидкостей преобладает взаимное отталкивание, при удалении на небольшое расстояние — взаимное притяжение.
    3. У газов взаимодействием частиц можно пренебречь.

    Газообразное, жидкое и твердое состояние вещества

    Притяжение и отталкивание частиц определяют их взаимное расположение в веществе. А от расположения частиц существенно зависят свойства веществ.

    Так, глядя на прозрачный очень твердый алмаз (бриллиант) (рис. 58, а) и на мягкий черный графит (из него изготавливают стержни карандашей) (рис. 58, б), мы не догадываемся, что оба вещества состоят из совершенно одинаковых атомов углерода. Просто в графите эти атомы расположены иначе, чем в алмазе.

    Заметим, что на рисунках показаны не сами атомы, а их модели — шарики. В действительности никаких соединительных стержней или проволочек между частицами нет. Это условное изображение расположения атомов в веществе.

    Взаимодействие частиц вещества приводит к тому, что оно может находиться в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Например, лед, вода, пар (см. рис. 48). В трех состояниях может находиться любое вещество, но для этого нужны определенные условия: необходимые давление, температура. Например, кислород в воздухе — газ, но при охлаждении до температуры ниже -193 °С он превращается в жидкость, а при температуре -219 °С кислород — твердое вещество. Железо при нормальном давлении и комнатной температуре находится в твердом состоянии. При температуре выше 1539 °С оно становится жидким, а при температуре выше 3050 °С — газообразным. Жидкая ртуть, используемая в медицинских термометрах, при охлаждении до температуры ниже -39 °С становится твердой. При температуре выше 357 °С ртуть превращается в пар (газ).

    Какими свойствами обладают вещества в различных состояниях? Начнем с газов, в которых поведение молекул напоминает движение пчел в рое (рис. 59). Однако пчелы в рое самостоятельно изменяют направление движения и практически не сталкиваются друг с другом. А для молекул в газе такие столкновения не только неизбежны, но происходят практически непрерывно. В результате этих столкновений направления и значения скорости движения молекул изменяются.

    Результатом такого движения и отсутствия взаимодействия частиц при движении является то, что газ не сохраняет ни объема, ни формы, а занимает весь предоставленный ему объем. Каждый из вас посчитает сущей нелепицей утверждения вроде «Воздух занимает половину объема этой комнаты» или «Я накачал воздух в две трети объема мяча». Воздух, как и любой газ, занимает весь объем комнаты и весь объем мяча.

    А какие свойства имеют жидкости? Для ответа на вопрос проведем опыт. Перельем воду из мензурки 1 в мензурку 2 (рис. 60). Форма жидкости изменилась, но объем остался тем же. Молекулы не разлетелись по всему объему, как это было бы в случае с газом. Значит, взаимное притяжение молекул жидкости существует, но оно жестко не удерживает соседние молекулы. Они колеблются и перескакивают из одного места в другое (рис. 61), чем и объясняется текучесть жидкостей.

    Наиболее сильным является взаимодействие частиц в твердом теле. Оно не дает возможности частицам разойтись. Частицы лишь совершают хаотические колебательные движения около определенных положений (рис. 62). Поэтому твердые тела сохраняют и объем, и форму. Сплошной резиновый мяч будет сохранять форму шара и объем, куда бы его ни поместили: в банку, на стол и т. д.

    Главные выводы:

    1. Из-за хаотичности движения и отсутствия взаимодействия частиц при движении газы занимают весь предоставленный им объем.
    2. Сохранение объема жидкостями говорит о наличии сил притяжения между их частицами.
    3. Сохранение формы твердыми телами указывает на то, что притяжение их частиц сильнее, чем частиц жидкости.

    Тепловое расширение

    Из предыдущих параграфов вам известно, что все вещества состоят из частиц (атомов, молекул и др.). Эти частицы непрерывно хаотически движутся. При нагревании вещества движение его частиц становится более быстрым. Увеличиваются расстояния между частицами, что приводит к увеличению размеров тела.

    Изменение размеров тела при его нагревании называется тепловым расширением. Тепловое расширение твердых тел легко подтвердить опытом. Стальной шарик, свободно проходящий через кольцо (рис. 63, а)у после нагревания на спиртовке (рис. 63, б) расширяется и застревает в кольце (рис. 63, в). После охлаждения шарик вновь свободно проходит через кольцо. Из опыта следует, что размеры твердого тела при нагревании увеличиваются, а при охлаждении — уменьшаются.

    Тепловое расширение различных твердых тел неодинаково. При тепловом расширении твердых тел появляются огромные силы, которые могут разрушать мосты, изгибать железнодорожные рельсы, разрывать провода. Чтобы этого не случилось, при конструировании того или иного сооружения учитывается тепловое расширение. Несущие детали мостов ставят на катки, способные передвигаться при изменениях длины моста зимой и летом (рис. 64). Рельсы на стыках имеют зазор (рис. 65). Провода линий не натягивают сильно (рис. 66), чтобы зимой, сокращаясь, они не разорвались.

     

    А расширяются ли при нагревании жидкости? Тепловое расширение жидкостей тоже можно подтвердить на опыте. В одинаковые колбы нальем: в одну — воду, а в другую — такой же объем спирта. Колбы закроем пробками с трубками. Начальные уровни воды и спирта в трубках отметим резиновыми кольцами (рис. 67, а). Поставим колбы в сосуд с горячей водой. Уровень воды в трубках станет выше (рис. 67, б). Жидкости при нагревании расширяются. Но уровень в трубке колбы со спиртом выше, чем в трубке колбы с водой. Значит, спирт расширяется больше. Следовательно, тепловое расширение разных жидкостей, как и твердых веществ, неодинаково.

    А испытывают ли тепловое расширение газы? Ответим на данный вопрос с помощью опыта. Закроем колбу с воздухом пробкой с изогнутой трубкой. В трубке (рис. 68, а) находится капля жидкости. Достаточно приблизить руки к колбе, как капля начинает перемешаться вправо (рис. 68, б). Это подтверждает тепловое расширение воздуха при его даже незначительном нагревании. Причем, что очень важно, все газы, в отличие от твердых веществ и жидкостей, при нагревании расширяются одинаково.

    Для любознательных:

    Нельзя после горячего чая сразу пить холодную воду или есть мороженое. Резкое изменение температуры приводит к появлению трещин на эмали зубов. Это объясняется тем, что основное вещество зуба — дентин — и покрывающая зуб эмаль при одном и том же изменении температуры расширяются неодинаково.

    Главные выводы:

    1. Газы, жидкости и твердые тела при нагревании расширяются.
    2. Тепловое расширение у разных жидкостей и у разных твердых тел неодинаково.
    3. При увеличении температуры все газы расширяются одинаково.

    Измерение температуры

    Каждое утро, собираясь на работу или в школу, мы спрашиваем: «Какая на улице температура?», понимая под этим, насколько теплый или холодный наружный воздух.

    Что такое температура? Как ее измерить? Достаточно ли для этого наших ощущений тепла и холода?

    Температура определяет степень нагретости тела.

    Проведем опыт. Нальем в три сосуда воду разной температуры (рис. 70). Опустим правую руку в сосуд 1 с холодной водой, а левую — в сосуд 3 с горячей водой. Через 2—3 мин обе руки опустим в сосуд 2. По ощущениям правой руки вода в сосуде 2 — теплая, а по ощущениям левой — холодная. Ото говорит о том, что наши ощущения субъективны. Для объективной оценки степени нагретости тела, т. е. его температуры (обозначается буквой t), служит измерительный прибор термометр.

    Устройство и действие самого простого термометра было основано на тепловом расширении вещества. Термометр представлял собой стеклянный баллончик, соединенный с тонкой трубкой (капилляром). Баллончик заполнялся ртутью или подкрашенным спиртом. Для изготовления шкалы определялись положения уровней жидкости в трубке при опускании баллончика в тающий снег или лед (рис. 71, а) и кипящую воду (рис. 71, б).

    Положение уровня жидкости в трубке, когда баллончик был в тающем льде, принималось за нулевое, а температура тающего льда — за нуль градусов.

    Второму положению уровня соответствовала температура кипящей воды, принятая за 100 градусов. Длина столбика между 0 и 100 градусами делилась на 100 равных частей (см. рис. 71, б). Одно деление означало один градус. Такая шкала впервые была предложена шведским ученым А. Цельсием в 1742 г. Поэтому она называется шкалой Цельсия, а единица шкалы — градусом Цельсия (°С).

    Именно такая шкала у бытовых термометров (рис. 72, а, б). Особенности в строении имеет медицинский термометр (рис. 72, в). Так как им измеряют температуру тела человека, то цена деления его шкалы Таким образом, точность измерения медицинским термометром в 10 раз выше, чем точность измерения бытовым термометром, у которого цена деления

    Шкала медицинского термометра имеет нижний и верхний пределы: 35 °С и 42 °С. Вы, очевидно, сами догадались, почему па шкале нет обозначений температуры ниже 35 °С и выше 42 °С. При таких температурах тела человек гибнет. Нормальной для здорового человека считается температура 36,6 °С.

    Баллончик медицинского термометра заполняется ртутью. Вблизи баллончика трубка имеет сужение, что не позволяет ртути после того, как измерение закончено и термометр остыл, вернуться назад в баллончик. Этого можно достичь только с помощью резкого встряхивания термометра.

    В последнее время все чаще используются цифровые термометры (рис. 73). Они более удобны и безопасны, чем ртутные.

    Главные выводы:

    1. Температура определяет степень нагретости тела.
    2. Для объективной оценки температуры служит термометр.
    3. Термометр основан на тепловом расширении вещества.
    4. Бытовые термометры в нашей республике имеют шкалу Цельсия.

    #Чевостик Instagram posts — Gramhir.com

    «Учи наизусть» Итальянский писатель и философ Умберто Эко написал своему внуку письмо. В нем он рассуждал о потере памяти молодым поколением, которое все привыкло искать в интернете. Кажется, что сегодня его слова звучат еще более своевременно и актуально. Вот несколько цитат из письма: Это правда, что, если ты захочешь узнать, кто такой Карл Великий или где находится Куала-Лумпур, ты можешь нажать на кнопку и тотчас узнать все из интернета. Делай это, когда тебе нужно, но, получив справку, старайся запомнить ее содержание. … Память подобна мускулам твоих ног. Если ты ее перестанешь упражнять, то она станет дряблой и ты превратишься в идиота. … Каждое утро выучивай какое-нибудь короткое стихотворение. Можно устраивать соревнование с друзьями на лучшую память. Состязайтесь в том, кто лучше помнит содержание прочитанных книг. Это кажется игрой, да это и есть игра, но ты увидишь, как твоя голова наполнится персонажами, историями и самым разными воспоминаниями. … Мозг — это такой компьютер, который всегда с тобой, его возможности расширяются в результате упражнений. Твой же настольный компьютер после продолжительного использования теряет скорость и через несколько лет требует замены. А твой мозг может прослужить тебе до 90 лет, и в 90 лет, если ты будешь его упражнять, ты будешь помнить больше, чем помнишь сейчас. … Мы рождаемся в момент, когда уже за сотни тысяч лет произошло множество событий, и важно понять, что же случилось до нашего рождения. Это нужно для того, чтобы лучше понять, почему сегодня происходит столько новых событий. … Но почему так важно знать о событиях далекого прошлого? Потому что часто подобные знания помогают понять ход сегодняшних событий. … Наступит день, и ты состаришься, но ты будешь чувствовать, что прожил тысячу жизней, как если бы ты участвовал в битве при Ватерлоо, присутствовал при убийстве Юлия Цезаря, побывал в том месте, где Бертольд Шварц, смешивая в ступке различные вещества в попытке получить золото, случайно изобрел порох и взлетел на воздух. А другие твои друзья, не стремящиеся обогатить свою память, проживут только одну, собственную жизнь, монотонную и лишенную больших эмоций ❤️

    Водород, строение атома — Справочник химика 21

        Водородная связь объясняет аномально высокие температуры кипения и плавления ряда веществ, аномальную диэлектрическую проницаемость и не соответствующую строению молекул растворимость. Различают два вида водородной связи межмолекулярную и внутримолекулярную. В первом случае атом водорода связывает два атома, принадлежащих разным молекулам (например, растворителям и масляному сырью), во втором случае оба атома принадлежат одной и той же молекуле. Образование водородной связи наиболее вероятно при пониженных температурах с повышением температуры водородные связи ослабляются или рвутся вследствие усиления теплового движения молекул. [c.217]
        Исходя из строения ато.ма водорода а) указать возможные валентные состояния и степени окисленности водорода б) описать строение молекулы Hj с позиций методов ВС и МО в) обосновать невозможность образования молекулы Нз. [c.219]

        Гидроксиламин — кристаллическое вещество, т. пл. 33 °С, ядовит. Геометрическая форма молекулы гидроксиламина — пирамида, в вершине которой находится атом азота, а в основании располагаются атомы кислорода и водорода. Строение молекулы КНгОН можно представить так  [c.400]

        Влияние давления водорода на селективность протекания Сз- и Сб-дегидроциклизации н-гептана и н-октана в присутствии нанесенных Pt-катализаторов обсуждается в интересном цикле работ И. И. Левицкого, X. М. Ми-начева и сотр. [132—135]. В частности показано, что увеличение давления Нг изменяет направления Сз- и Сб-дегидроциклизации н-октана при 375°С над Pt/ в сторону большего образования 1,2-дизамешенных циклов (1-метил-2-этилциклопентан и о-ксилол). Предполагают, что обе реакции проходят через обшую стадию— образование моноадсорбированных комплексов, строение которых определяет направление этих реакций, а последуюшие превращения ведут к возникновению пя-ти- или шестичленных циклов. При этом авторы исходят из развиваемой ими концепции, согласно которой направления Сз- и Сб-дегидроциклизации н-октана определяются соотношением эффективных зарядов С-атомов реагирующей молекулы углеводорода и атомов (ионов) металла, входящего в катализатор. В зависимости от указанного соотношения атом металла вытесняет из молекулы углеводорода либо протон (далее осуществляется протонный механизм), либо гидрид-ион ( гидрид-ионный механизм) с последующим образованием моно-адсорбированного комплекса. Последующий путь циклизации н-октана с образованием пятичленного цикла или ароматического углеводорода определяется второй стадией процесса циклизации — образованием диадсор-бированного комплекса. Представления, изложенные в работах [132, 134], иллюстрируются следующей схемой, [c.234]

        Изолированная молекула воды имеет уголковое строение. Атом кислорода находится в состоянии 8р -гибридизации. Две орбитали идут на образование связей с водородом, на двух других располагаются неподеленные пары (см. рис. 3.9). Такое строение выделяет воду из всех соединений, в которых существуют водородные связи. Только в воде число протонов равно числу неподеленных пар, и поэтому только в воде осуществляется объемная [c.243]

        Чтобы у учащихся сложилось правильное представление о строении молекул, необходимо дать сведения о пространственном строении молекул углеводородов на примере одного из них (например, метана). В конце XIX в. молодые ученые Вант-Гофф и Ле-Бель независимо друг от друга показали, что соединение с четырьмя заместителями имеет тетраэдрическую структуру в центре трехгранной пирамиды (тетраэдра), в вершинах которой располагаются атомы водорода, находится атом углерода, связанный со всеми четырьмя атомами водорода. Такую модель можно сделать из пластилина и палочек (см. рис. 1). Тетраэдрическая конфигурация соединений углерода объясняется р -гибридизацией валентных электронов углерода. [c.49]


        Атом углерода в метане образует четыре а-связи с водородом. Строение молекулы метана можно представить в виде тетраэдра (рис. 3.62), в центре которого находится атом углерода, а по углам — четыре атома водорода [89]. На рис. 3.63 представлено строение молекулы этана и пропана. [c.247]

        По мере расширения представлений о строении ато- MOB создавалась основа для научного истолкования самых разнообразных реакций окисления и восстановления как с участием кислорода и водорода, так и без [c.126]

        С органическими соединениями, молекулы которых отличались внушительными размерами, дело обстояло сложнее. Используя методы начала XIX в., было очень тяжело, вероятно и невозможно, установить точную эмпирическую формулу даже такого довольно простого по сравнению, например, с белками органического соединения, как морфин. В настоящее время известно, что в молекуле морфина содержатся 17 атомов углерода, 19 атомов водорода, 3 атома кислорода и 1 атом азота ( ijHisNOa). Эмпирическая формула уксусной кислоты (С2Н4О2) намного проще, чем формула морфина, но и относительно этой формулы в первой половине XIX в. не было единога мнения. Однако, поскольку химики собирались изучать строение молекул органических веществ, начинать им необходимо было с установления эмпирических формул. [c.74]

        При проведении реакции в среде бензола под давлением водорода (7 ат) показано, что скорость реакции в некоторой мере зависит от строения радикала литийорганического соединения. Добавки платины и палладия каталитического эффекта не оказывают [1]. [c.5]

        Но, согласно новым представлениям о строении атома, атом имеет ядро, состоящее из протонов (и нейтронов). Протоны и нейтроны примерно равны по массе, и, следовательно, массы всех атомов должны быть кратными массе атома водорода (состоящего из одного протона). Гипотеза Праута возродилась, зато вновь возникли сомнения относительно того, какими должны быть атомные массы. [c.167]

        Частицы и волны. Теория Бора, с основными положениями которой мы познакомились в 6 и 7, давая возможность определить положение линий в спектре водородного атома (и некоторых других простейших атомных систем), не могла, как это уже указывалось, объяснить ряд других явлений, например различия в интенсивности этих линий. Она оказалась недостаточной также для объяснения строения атомов более сложных, чем атом водорода, и, что особенно важно для химии, не могла объяснить в общем случае связь между атомами в молекулах, т. е. природу химической связи. [c.43]

        Для соединений с одинаковой катионной частью полярность зависит от химического строения исходной органической кислоты чем более протонирован атом или атомы водорода в [c.304]

        Самозатухающие ненасыщенные полиэфиры готовят из тетра-галогензамещенных ди-О-алкилпроизводных дифенилолпропана такого строения (Н — атом водорода или алкил Сх—Сз) - [c.53]

        Существует еще одна, более простая, взаимосвязь между кислотностью кислородсодержащих кислот и их строением. Кислотность таких кислот возрастает с увеличением вокруг центрального атома числа атомов кислорода, к которым не присоединен атом водорода. Эта взаимосвязь иллюстрируется данными табл. 11-2, из которых видно, что показатель кислотности рК кислородсодержащих кислот действительно является функцией числа п в обобщенной формуле ХО (ОН) и значительно меньше зависит от ш. [c.487]

        Строение атома водорода. Атом водорода имеет наиболее простое строение в нем есть только один электрон, движущийся в поле ядра. Для такой системы функция потенциальной энергии, [c.20]

        Теория строения в органической химии возникла и развивалась на основе представления о тетраэдрическом строении углеродного атома. Она получила мощный стимул для своего развития в электронной теории валентности, основные положения которой рассматривались в гл. 5. Теперь можно выражать строение большого числа органических соединений с помощью простых схем, описывающих связи-, они легко могут быть преобразованы в трехмерные модели, отвечающие разнообразию молекулярных свойств. Однако существует большое число соединений, для которых обычная структурная теория не-дает исчерпывающего описания, поскольку используемые структуры не отражают в достаточной мере действительного строения молекул. В ряду таких соединений особое место занимают ароматические углеводороды, или арены, и в частности бензол СбНб, который заслуживает наибольшего внимания. Несмотря на то что эти соединения напоминают полиены в том отношении, что они содержат меньше 2п 2) п атомов водорода на атом углерода, их химическая устойчивость приближается к устойчивости алканов. [c.207]

        Введенное Бутлеровым понятие о химическом отроении отнюдь не сводится к представлению о расположении атомов и распределении связей в молекуле. Бутлеров неоднократно подчеркивал необходимость учитывать существование взаимного влияния между отдельными атомами и атомными группами в молекуле. Он показал, что типические реакции каждой атомной группы, каждого структурного элемента молекулы не остаются неизменными. Полнота их проявления и специфические особенности зависят от характера всех атомов, входящих в молекулу, даже непосредственно не связанных с данной атомной группой, от их числа, взаимных отношений, характера связи и т. д., т. е. в конечном счете от химического строения молекулы в целом. Так, Бутлеров писал …мы имеем право сказать, что напр, в СНдС три атома водорода и атом хлора, будучи соединены с углеродом, не соединены непосредственно между собою в СНзО также водород и кислород соединены с С и не соединены между собою. Из этого однакоже вовсе не следует, чтобы атомы эти вовсе не обнаругки-вали друг на друга никакого влияния только это влияние будет влиянием другой категории,— его можно называть взаимным влиянием атомов, непосредственно между собою не соединенных)) (А. М. Бутлеров. Там же, стр. 452). [c.15]


        Не составляет труда записать волновое уравнение Шрёдингера для атома лития, состоящего из ядра и трех электронов, или атома урана, состоящего из ядра и 92 электронов. Однако, к сожалению, эти дифференциальные уравнения невозможно решить. Нет ничего утешительного в том, что строение атома урана в принципе может быть найдено путем расчетов, если математические (хотя отнюдь не физические) трудности препятствуют получению этого решения. Правда, физики и физикохимики разработали для решения уравнения Шрёдингера множество приближенных методов, основанных на догадках и последовательных приближениях. Проведение последовательных приближений существенно облегчается использованием электронно-вычислительных машин. Однако главное достоинство применения теории Шрёдингера к атому водорода заключается в том, что она позволяет получить ясную качественную картину электронного строения многоэлектронных атомов без проведения дополнительных расчетов. Теория Бора оказалась слишком упрошенной и не смогла дать таких результатов, даже после ее усовершенствования Зом-мерфельдом. [c.374]

        Определенные окислители, такие, как 1) кислород в присутствии горячей меди или 2) точно отмеренное эквивалентное количество трехокиси хрома СгОз, отнимают от сшфта молекулу водорода один атом от гидроксильной группы, а другой — от связанного с ней углеродного атома. Между кислородом и углеродом при этом возникает двойная связь (построенная из а- и л -связей), совершенно аналогичная по своему орбитальному строению двойной углерод-углеродной связи (рис. 21.18). Образовавшаяся функциональная группа С = 0 известна как карбо- [c.151]

        В отличие от большинства зарубежных ученых Бутлеров сразу же оценил значение валентности для органических соединений. Каждому атому свойственна определенная валентность, рассуждал он. Вступая в химическое соединение, атомы затрачивают свои валентности на связь друг с другом. Образующаяся при этом молекула — не случайное нагромождение атомов Сцепляясь своими валентностями-руками, атомы вы нуждены располагаться в молекулах соединения в стро гом порядке. В молекуле воды два одновалентных— од норуких атома водорода и один двухвалентный — дву рукий атом кислорода. Если бы водороды сцепились своими единственными руками друг с другом, им нечем было бы связаться с кислородом. Молекула воды не образовалась бы. Значит, в молекуле воды атомы водорода могут быть непосредственно связаны только с кислородом. Водород—кислород — водород. Строение молекулы по определенному плану диктуется самой природой составляющих ее атомов. [c.148]

        Несколько иное строение имеет В5С3Н7, в котором пять атомов бора и один атом углерода расположены по вершинам октаэдра. Каждый атом бора и углерода соединен с одним атомом водорода. Седьмой атом водорода образует мостиковую связь между двумя атомами бора. Это вещество получается при действии электрического разряда на 1-метилпентаборан [29]. [c.362]

        Представления о строении карбанионов, не стабилизованных наличием заместителей, основаны на аналогиях со строением аммиака или аминов. Аммиак является изоэлектронным аналогом метил-аниона, и из того факта, что молекула аммиака построена в виде пирамиды [1], можно предполагать, что метил-анион также имеет пирамидальное строение, причем в этом с.чучае, как и для аммиака, предполагается очень высокая скорость инверсии одной пирамидальной структуры в другую. При таком строении неподеленная пара электронов и отрицательный заряд карбаниона занимают яр -орбиталь, имеющую на 25% 2 -характер. В альтернативной структуре для метил-аниона неподеленная электронная пара и отрицательный заряд занимают р-орбиталь, а три атома водорода и атом углерода лежат в одной плоскости, причем связи образуются за счет перекрывания хр -х-орбиталей. В третьей структуре гибридизации орбиталей углерода не происходит, и С — Н-связи образованы за счет р-орбиталей углерода, а пара электронов занимает 2х-орбиталь. Из этих трех возможных структур наиболее вероятна структура, характеризующаяся 5р -гибри-дизацией, и, следовательно, для насыщенного карбаниона следует принять пирамидальную конфигурацию. [c.57]

        Наши знания о строении молекулы воды являются в настоящее время довольно обстоятельными. Мы знаем не только длину связей (расстояние О — Н составляет 0,98 X X 10″ см), но и то, что обе связи расположены под углом 104 40 одна к другой. Этому поразительному факту наша -людель дает следующее очень четкое объяснение. Два атома водорода должны приближаться к атому кислорода в двух взаимно перпендикулярных направлениях, так как при этом достигается наиболее сильное проникновение облаков 5-электронов в оба облака р-валентных электронов атома кислорода. Увеличение угла примерно на 15° обусловлено тем, что связь между О и Н обладает некоторой полярностью . Облака валентных электронов атома кислорода несколько плотнее, чем атомов водорода, поскольку атом кислорода имеет большее сродство к электрону , чем атом водорода. Поэтому атомы водорода приобретают частичный положительный заряд , который приводит к тому, что они несколько отталкиваются один от другого. [c.29]

        Превращения индивидуальных грет-алкилфенолов (содержание основного вещества в каждом 100,0%), отличающихся положением, числом (от 1 до 3) и строением алкильной группы, изучали в автоклаве при начальном давлении водорода 20 ат (рабочее давление 30—40 ат) в интервале температур от 200 до 350 °С Некоторые эксперименты проводили 1° в присутствии технического катализатора + N18 АЬОз или на проточной установке над алюмокобальтмолибденовым контактом. Полученные результаты приведены в табл. 2.19. [c.140]

        Метан (химическая формула СН4) — простейший представитель ряда метановых углеводородов (алканов) с обидей формулой , Y 2n+2 состояпдий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Строение молекулы метана можно представить в виде тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а по углам — четыре атома водорода. Тетраэдрическое строение молекулы метана обусловлено 8р-гибридизацией углеродного атома. Расстояние между атомами углерода и водорода равно 1,09 А, тетраэдрический валентный угол равен 109°. Главное отличие метана от всех других углеводородов — это наличие только связи С-Н, средняя энергия которой составляет 99,3 ккал/моль, и отсутствие углеродных связей С-С. Энергия отрыва первого атома Н еш е выше (104,0 ккал/моль). Отношение числа водородных атомов к углероду в метане составляет 4, в этане — 3, в пропане — 2,66, а в высокомолекулярных парафиновых углеводородах приближается к двум, т.е. метан является самым восстановленным из всех углеводородов. Его нахождение в недрах в восстановительной среде так же закономерно, как углекислого газа в окислительных условиях. Исключительное положение метана в земной коре и повсеместное его распространение можно объяснить еш е и тем, что по сравнению со всеми остальными углеводородами он обладает минимальным уровнем свободной энергии (-12,14 ккал/моль), минимальными значениями энтальпии (теплосодержания, -17,89 ккал/моль) и теплоемкости при постоянном давлении (8,536 ккал/моль град), а также максимумом энтропии (44,50 ед. энтропии). Эти свойства в сочетании с очень низким значением критической температуры (-82,4°С) и высоким значением критического давления (4,58 МПа) (табл. 1.1) ставят метан в особое положение среди остальных углеводородов [1.  [c.5]

        Метан (химическая формула СН4) — простейший представитель ряда метановых углеводородов (алканов) с обидей формулой , Y 2n+2 состояпдий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Строение молекулы метана можно представить в виде тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а по углам — четыре атома водорода. Тетраэдрическое строение молекулы метана обусловлено 8р-гибридизацией углеродного атома. Расстояние между атомами углерода и водорода равно 1,09 А, тетраэдрический валентный угол равен 109°. Главное отличие метана от всех других углеводородов — это наличие только связи С-Н, средняя энергия которой составляет 99,3 ккал/моль, и отсутствие углеродных связей С-С. Энергия отрыва первого атома Н еш е выше (104,0 ккал/моль). Отношение числа водородных атомов к углероду в метане составляет 4, в этане — 3, в пропане [c.5]

        Высокомолекулярные хлористые алкилы образуются при теломеризации этилена с хлористым водородом в присутствии свободных радикалов [129]. Например, нагревом до 100° этилена с соляной кислотой в авто клаве из коррозийностойкого материала в течение нескольких часов при энергичном перемешивании и давлении этилена примерно 400—600 ат в присутствии таких образующих радикалы веществ, как перекись бензоила, третраэтилсвинец, азодинитрилы и т. д., получают смеси хлористых алкилов нормального строения с четным числом углеродных атомов, которые легко могут быть разделены ректификацией на индивидуальные соединения. В отсутствие свободных радикалов хлор-этил В результате присоединения хл1ористого водор ода никогда не образуется. [c.196]

        Из жидких алифатических углеводородов наилучшим исходным материалом для сульфохлорирования являются н-парафины типа н-додекана и октадекана. Правда, и средние члены гомологического ряда, как н-гексан и н-октан, реагируют легко и сравнительно однозначно. Однако подобные углеводороды не являются подходящим промышленным сырьем, так как в чистом виде они мало доступны и слишком дороги. Они могут быть получены из соответствующих спиртов нормального строения каталитической дегидратацией последних в олефины, которые з.атем под давлением гидрируют, например в присутствии никелевого катализатора, в соответствующие парафины, или восстановлением спиртов нормального строения в одну ступень в насыщенные углеводороды, которое осуществляется, например, пропуска-нояем их в смеси с водородом над сульфидными катализаторами, лучше всего над смесями сульфидов никеля и вольфрама при температуре 300—320° и давлении 200 ат. [c.396]

        Кроме валеитиости ио водороду и по кислороду, способность атомов данного элемента соединяться друг с другом или с атомами других элементов можно выразить иными снособами например, числом химических связей, образуемых атомом данного элемента (ковалентность, см. 39), или числом атомов, непосредственно ок-ружаюи ,пх данный атом координационное число, см. стр. 162 и 5йЗ). С этими и близкими к ним понятиями будем знакомит .ся после изучения теории строения атома. [c.36]

        Определение порядковых номеров элементов по зарядам ядер их атом ш позволило установигь общее число мест в периодической системе между водородом, имеющим порядковый номер 1, и ураном (порядковый номер 92), считавшимся в то время последним членом периодической системы элементов. Когда создавалась теория строения атома, оставались незанятыми места 43, 61, 72, 75, 85 и 87, что указывало па возможность сун1ествования еще неоткрытых элементов. И действительно, в 1922 г. был открыт элемент гафний, который занял место 72 затем в 1925 г. — рений, занявший место 75. Элементы, которые должны занять остальные четыре свободных места таблицы, оказались радиоактивными и в природе [c.61]

        При обсуждении э.пектронного строения многоэлектронного атома следует исходить из наличия у него ядра и соответствующего числа электронов, Будем предполагать, что допустимые электронные орбитали, если и не точно идентичны орбиталям атома водорода, то представляют собой нечто подобное им-так называемые водородоподобные орбитали. Тогда можно мысленно построить многоэлектронный атом, последовательно помещая на эти орбитали по одному электрону, причем процесс заселения следует начинать с наиболее низких по энергии орбиталей. Таким образом мы построим модель атома в его основном состоянии, т. е. в состоянии с низшей электронной энергией. Такой способ мысленного построения многоэлектронного атома впервые применил Вольфганг Паули (1900-1958), который назвал описанный процесс принципом заполнения. По существу, однако, процесс мысленного построения атома основывается на трех принципах. [c.386]

        Один из способов описания электронного строения молекулы В2Не, основанный на представлении о локализованных молекулярных орбитах, показан на рис. 13-9. Каждый атом бора использует две 5р -гибридные орбитали для образования связей с двумя концевыми атомами водорода. Каждая из остающихся хр -орбиталей используется для образования трехцентровой связывающей орбитали с Ь-орбиталью атома водорода и. хр -ор-биталью другого атома бора. Согласно такой модели, мостиковые атомы водорода должны быть расположены выше и ниже плоскости, в которой лежат оба фрагмента ВН,, что подтверждается экспериментально. [c.558]

        Два атома углерода, между которыми существует двойная связь, используют гибридные 5р -орбитали для образования а-связи друг с другом, и одна 2р-орби-таль на каждом из этих атомов остается нетибридизованной. Эти 2р-орбитали перекрываются с образованием л-связи. Атом углерода метильной группы, СН3, находится в состоянии хр -гибридизации, что позволяет ему образовывать четыре простые связи (одну с атомом углерода и три с атомами водорода). Химическое строение пропилена описывается следующей моделью локализованных связывающих орбиталей  [c.570]

        Электронное строение многоатомных молекул может быть объяснено образованием локализованных молекулярных орбиталей между каждой парой соседних атомов в молекуле. Для объяснения связи между центральным атомом молекулы (например, углерод в СН4) и присоединёнными к нему периферийными атомами (четыре атома водорода в СН4) часто используют гибридные орбитали, из которых затем строят локализованные орбитали. Если к центральному атому присоединены четыре периферийных атома, для образования локализованных связывающих орбиталей используются четыре эквивалентных sp -гибрида (тетраэдрические гибридные орбитали) при наличии трех периферийных атомов центральный атом использует для образования связей с ними три своих эквивалентных sp -гибрида (плоские тригональные гибридные орбитали) при двух периферийных атомах центральный атом использует два эквивалентных sp-ги-брида (линейные гибридные орбитали). Например, каждую связь С—Н в молекуле СН4 можно представить как электронную пару на локализованной связывающей молекулярной орбитали, образованной sp -гибрида-ми атома углерода и ls-орбиталями атомов водорода [схема связи (sp -I-+ Is)]. [c.595]

        Свойства и получение. Атом углерода в валентном состоя-ВИИ s 2spxPgPz имеет четыре, неспаренных электрона и во внешнем электронном слое отсутствуют как свободные квантовые ячейки, так и неподеленные электронные пары (только для одного элемента, кроме углерода,— водорода характерно состояние атома, имеющее з ти особенности). Такое электронное строение атома и расположение углерода посередине шкалы электроотрицательностей обусловливают уникальные свойства данного элемента, благодаря которым существует огромное многообразие органических соединений. [c.352]


    Как работает состав для лепки Play-Doh

    Любой, кто когда-либо играл с этим материалом, знает, что он предназначен не только для лепки. Конечно, вы можете превратить его в собаку, цветок, рыбу или дерево, и если вы оставите его сохнуть, ваше творение затвердеет и превратится в крепкий, цельный кусок. Но вы также можете размять его, раздавить, потянуть, свернуть и разрезать просто для удовольствия.

    Самое популярное применение теста, помимо употребления в пищу, – прессование. Многие игрушки Play-Doh позволяют выдавливать тесто через форму для создания длинных веревок и других фигур.Первая из этих игрушек — Fun Factory — появилась на рынке в 1960 году, и ее версии доступны и сегодня. В других игрушках Play-Doh экструдированное тесто превращается в ряд длинных макаронных предметов, таких как собачий язык, мягкое мороженое и волосы, которые можно подстригать и укладывать.

    Состав Play-Doh может сделать все это благодаря взаимодействию между его ингредиентами. Точные ингредиенты держат в строжайшем секрете, но Hasbro, компания, производящая и распространяющая состав, раскрывает несколько фактов о его основном составе.Тесто содержит воду, соль и муку. Он не содержит арахиса, арахисового масла или молока, но содержит пшеницу.

    Согласно текущему патенту Play-Doh (патент США 6,713,624), компаунд представляет собой связующее вещество на основе крахмала, смешанное с водой, солью, смазкой и консервантом. Чтобы быть более конкретным, он содержит:

    • Water
    • BAGLAL CANDER BINDER
    • Retrogradation ингибитор
    • соли
    • смазки
    • гумиктантный
    • аромат
    • цвет

    этих ингредиентов влияет на текстуру, аромат и внешний вид смеси.Одним из основных факторов, влияющих на мягкость и текстуру пластилина Play-Doh, является взаимодействие между двумя его основными ингредиентами — связующим на основе крахмала и водой. Чтобы понять, как работает тесто, вы должны немного знать о крахмале и о том, что происходит, когда он вступает в контакт с водой.

    В следующем разделе мы рассмотрим химию крахмала.

    Открытые учебники | Сиявула

    Математика

    Наука

      • Читать онлайн
      • Учебники

        • Английский

          • Класс 7А

          • Класс 7Б

          • Класс 7 (объединенные А и В)

        • Африкаанс

          • Граад 7А

          • Граад 7Б

          • Graad 7 (A en B saam)

      • Пособия для учителей

      • Читать онлайн
      • Учебники

        • Английский

          • Класс 8А

          • Класс 8Б

          • Класс 8 (объединенные А и В)

        • Африкаанс

          • Граад 8А

          • Граад 8Б

          • Graad 8 (A en B saam)

      • Пособия для учителей

      • Читать онлайн
      • Учебники

        • Английский

          • Класс 9А

          • Класс 9Б

          • Класс 9 (объединенные А и В)

        • Африкаанс

          • Граад 9А

          • Граад 9Б

          • Graad 9 (A en B saam)

      • Пособия для учителей

      • Читать онлайн
      • Учебники

        • Английский

          • Класс 4А

          • Класс 4Б

          • Класс 4 (объединенные А и В)

        • Африкаанс

          • Граад 4А

          • Граад 4Б

          • Graad 4 (A en B saam)

      • Пособия для учителей

      • Читать онлайн
      • Учебники

        • Английский

          • Класс 5А

          • Класс 5Б

          • Класс 5 (объединенные А и В)

        • Африкаанс

          • Граад 5А

          • Граад 5Б

          • Graad 5 (A en B saam)

      • Пособия для учителей

      • Читать онлайн
      • Учебники

        • Английский

          • Класс 6А

          • Класс 6Б

          • Класс 6 (объединенные А и В)

        • Африкаанс

          • Граад 6А

          • Граад 6Б

          • Graad 6 (A en B saam)

      • Пособия для учителей

    Лицензирование нашей книги

    Эти книги не только бесплатны, но и имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (фирменные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

    CC-BY-ND (фирменные версии)

    Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете копировать, распечатывать и распространять их столько раз, сколько захотите. Вы можете загрузить их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете каким-либо образом адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, логотипы спонсоров и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

    Узнайте здесь больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

    CC-BY (версии без торговой марки)

    Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для совместного использования, адаптации, преобразования, изменения или дальнейшего развития любым способом, при единственном требовании — отдать должное Сиявуле. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

    Растворяется ли пластилин в воде?

    Ответь на вопрос

    Аналогичные вопросы

    1. Может ли пластилин удерживать воду на воздухе
    2. Как снять пластилин со стены
    3. Можно ли высушить пластилин
    4. Что будет, если съесть пластилин
    5. Как сделать пластилин менее липким
    6. Как убрать пластилин от фабрики
    7. Пластилин то же самое, что пластилин
    8. Как сделать пластилин твердым
    9. Пластилин твердеет
    10. Можно ли запекать пластилин
    11. Плавится ли глина в воде
    12. Как очищается пластилин
    13. 2
    14. 2
    15. 2
    16. вы удаляете пластилин
    17. Является ли пластилин водостойким
    18. Что произойдет, если обжечь на воздухе cla
    19. Как вы затвердеваете глину, которая никогда не затвердевает
    20. Водостойкий ли пластилин
    21. Опасен ли пластилин

    Автор вопроса: created Adrian Perry : 05 февраля 2022 г.

    Can Airdry Clay Hold Water

    Ответил: Ethan Davis Дата создания: 07 февраля 2022 г.

    Короткий ответ: нет, он не должен намокать.

    Air-Dry Clay впитывает влагу и снова становится мягким при контакте с водой.

    Вот почему воздушно-сухая глина должна быть запечатана после того, как скульптура готова, а воздушно-сухая глина должна храниться в герметичных контейнерах, когда она не используется.

    Автор вопроса: Эрик Симмонс Дата: создано: 16 декабря 2021 г.

    Как удалить пластилин со стены

    Ответил: Джеффри Джонсон Дата: создано: 18 декабря 2021 г.

    Использование ленты с микропорами. Соскребите как можно больше пластилина.Используйте пластиковый нож. Отрежьте или оторвите кусок ленты с микропорами.

    Автор вопроса: Люк Ховард Дата: создано: 13 декабря 2021 г.

    Может ли пластилин высохнуть

    Ответил: Карл Адамс Дата: создано: 16 декабря 2021 г.

    Пластилин изготавливается из гипса, воска и вазелина в различных количествах. … Пластилин имеет следующие преимущества по сравнению с натуральной глиной. Пластилин можно использовать снова и снова в течение многих лет. Это не похоже на глину, которая высыхает независимо от того, является ли она конечным продуктом или предназначена для отливки.

    Автор вопроса: Эйдан Уокер Дата: создано: 07 июля 2021 г.

    Что произойдет, если съесть пластилин

    Ответил: Чейз Кларк Дата: создано: 10 июля 2021 г.

    Проглатывание небольшого количества пластилина Play-Doh или глины для лепки не должно вызывать никаких симптомов. При употреблении в больших количествах может возникнуть рвота или запор.

    Автор вопроса: Абрахам Симмонс Дата: создано: 10 января 2022 г.

    Как сделать пластилин менее липким

    Ответил: Антонио Хендерсон Дата: создано: 11 января 2022 г.

    Прежде чем работать с полимерной глиной, положите ее в морозильную камеру примерно на десять минут.Какое-то время он будет оставаться прохладным и менее липким.

    Автор вопроса: Брайан Пауэлл Дата: создано: 17 апреля 2021 г.

    Как удалить пластилин с ткани

    Ответил: Гораций Пауэлл Дата: создано: 17 апреля 2021 г.

    Начните с того, что растяните одежду, которую хотите почистить, и убедитесь, что она натянута. Затем смочите ватный тампон в спирте и промокните им пластилин, пока он полностью не покроется. Затем возьмите нож для масла, чтобы удалить пластилин. Если не пройдет полностью, повторите процесс.

    Автор вопроса: Дэниел Митчелл Дата: создано: 09 января 2022 г.

    Является ли Play Doh таким же, как пластилин

    Ответил: Бернард Тейлор Дата: создано: 12 января 2022 г.

    В Италии продукт Pongo также продается как «пластилин» и имеет общие черты с пластилином. Play-Doh на основе муки, соли и воды высыхает на воздухе. Во Франции он производится Herbin и продается как Plastiline.

    Автор вопроса: Грегори Белл Дата: создано: 15 ноября 2020 г.

    Как сделать пластилин более твердым

    Ответил: Норман Грин Дата: создано: 18 ноября 2020 г.

    Как затвердеть пластилин? Заморозить.Сбрызнуть лаком. Перед использованием пластилин смешать, расплавив вместе, с пчелиным воском или свечным воском. Больше воска, тверже пластилин.

    Автор вопроса: Коул Рамирес Дата: создано: 29 января 2021 г.

    Затвердевает ли пластилин

    Ответил: Дэвид Эрнандес Дата: создано: 30 января 2021 г.

    Он затвердевает под воздействием тепла, что означает, что его обычно запекают в обычной духовке (130 градусов по Цельсию, около 15 минут на каждые 6 мм используемой толщины), но его также можно достаточно хорошо закалить с помощью горячего воздуха. пистолет, который лучше для задачи здесь.

    Автор вопроса: Дэвид Лонг Дата: создано: 10 мая 2021 г.

    Могу ли я испечь пластилин

    Ответил: Дилан Александр Дата: создано: 10 мая 2021 г.

    Обычная пластилин для лепки (например, пластилин) нельзя запекать. Полимерную глину марок Fimo, Premo и Sculpey из магазина товаров для рукоделия можно запекать в домашней духовке в соответствии с инструкциями производителя. … Проще всего использовать 2 формы для выпечки из фольги.

    Автор вопроса: Эван Робинсон Дата: создано: 25 октября 2020 г.

    Плавится ли глина в воде

    Ответил: Лукас Хендерсон Дата: создано: 25 октября 2020 г.

    Глина не растворяется в воде – она нерастворима.

    Автор вопроса: Ной Коулман Дата: создано: 08 февраля 2022 г.

    Как вы очищаете пластилиновую глину

    Ответил: Ральф Нельсон Дата: создано: 08 февраля 2022 г.

    Распылите на загрязненную область универсальное чистящее средство и протрите бумажными полотенцами. Если пятно не исчезает, смочите губку теплой водой и жидким средством для мытья посуды, чтобы обработать область круговыми движениями. Промойте водой. Повторяйте по мере необходимости.

    Автор вопроса: Закари Адамс Дата: создано: 18 октября 2020 г.

    Как удалить пластилин

    Ответил: Джек Хендерсон Дата: создано: 21 октября 2020 г.

    заморозить пластилин с кубиками льда, завернутый в тонкий мешочек; оставьте лед на 10-15 минут, затем ножом из пластика или ложкой аккуратно соскребите максимальное количество пластилина; повторите замораживание до полного удаления вещества.

    Автор вопроса: Гилберт Кларк Дата: создано: 04 ноября 2020 г.

    Является ли пластилин водонепроницаемым

    Ответил: Деннис Гонсалес Дата: создано: 06 ноября 2020 г.

    Эта глина не является водонепроницаемой, поэтому ее нельзя использовать в качестве кружки. Можно покрыть лаком в несколько слоев или использовать полимерную глину.

    Автор вопроса: Сайрус Филлипс Дата: создано: 02 декабря 2021 г.

    Что произойдет, если обжечь глину воздушной сушкой

    Ответил: Дилан Морган Дата: создано: 05 декабря 2021 г.

    Самозатвердевающие глины (также известные как высушенные на воздухе, затвердевающие на воздухе или без обжига) не следует обжигать в печи, и, как правило, это составы керамических глин с натуральной добавкой, такой как кукурузный крахмал, для затвердевания.… Изделия, изготовленные из этих глин, предназначены только для демонстрации.

    Автор вопроса: Девин Гонсалес Дата: создано: 26 ноября 2020 г.

    Как затвердеть никогда не затвердевающая глина

    Ответил: Мейсон Эдвардс Дата: создано: 27 ноября 2020 г.

    Как затвердеть незатвердевающую глину? Разогрейте духовку до 300 градусов по Фаренгейту. Выпекайте глину в духовке в течение 30 минут на толщину 1/4 дюйма. … Удалите шарики по истечении заданного времени выпечки и дайте им остыть на плитке, пока они не станут полностью холодными на ощупь.

    Автор вопроса: Альфред Кэмпбелл Дата: создано: 06 марта 2021 г.

    Водонепроницаемый ли пластилин

    Ответил: Лукас Росс Дата: создано: 07 марта 2021 г.

    Водостойкий ли пластилин? Newplast – это невысыхающий, незастывающий и водостойкий моделировочный материал высшего качества. Он практически идентичен пластилину, его можно использовать повторно много раз, он достаточно податлив, чтобы делать самые разные модели, но достаточно прочен, чтобы сохранять свою форму на неопределенный срок.

    Автор вопроса: Хантер Эрнандес Дата: создано: 27 октября 2021 г.

    Опасен ли пластилин

    Ответил: Эван Коулман Дата: создано: 27 октября 2021 г.

    Он доступен во множестве цветов и не токсичен.

    Физика в бутылке: расширительные термометры

    Знать температуру снаружи важно, если вы живете в Вашингтоне, округ Колумбия; Чикаго, Иллинойс; или одно из многих других мест, где температура может меняться на 30 градусов в течение дня. Хотите сделать термометр своими руками? Читайте дальше, чтобы узнать, как это сделать.

    Что вам нужно

    • бутылка воды при комнатной температуре
    • моделирование глины
    • солома
    • солома
    • пищевая раскраска
    Что делать
    1. Добавьте темный пищевой краситель к воде в бутылке, это сделает легче увидеть изменение температуры.
    2. Возьмите кусок глины размером с крышку бутылки и скатайте его в цилиндр длиной около 5 или 6 дюймов. Затем расправьте его, чтобы получилась ленточка.
    3. Сверните глиняную ленту вокруг центра соломинки, пока центр не станет размером с отверстие в бутылке.
    4. Поместите соломинку в бутылку и используйте глину, чтобы запечатать ее на месте, как показано на рисунке. Вдавите глину в горлышко бутылки, пока уровень воды в соломинке не поднимется на дюйм или два над глиной.
    5. Поместите бутылку на несколько минут под прямые солнечные лучи – что произойдет с уровнем воды? Поместите бутылку в ведро с холодной водой – что произойдет с уровнем воды?

    Что происходит?

    Вода состоит из молекул. Молекулы в воде, как и во всех веществах, постоянно движутся – это значит, что они обладают кинетической энергией. Молекулы с большей кинетической энергией движутся быстрее, чем молекулы с меньшей кинетической энергией.

           

    Кинетическая энергия связана с температурой.Молекулы в стакане теплой воды обладают большей кинетической энергией (они движутся быстрее — см. «Гоночные молекулы»), чем молекулы в стакане холодной воды. Температура вещества есть среднее* количество кинетической энергии, которой обладают его молекулы.

           

    Как ваш термометр измеряет среднюю кинетическую энергию молекул воды?

           

    Ваш термометр не измеряет энергию; он фактически измеряет объем. Когда жидкость горячая, молекулы движутся быстрее и сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда чаще и сильнее, чем с более медленными молекулами.Одним из результатов этого является то, что горячая жидкость будет расширяться прямо пропорционально ее температуре. Самый простой способ увеличить объем воды в бутылке — это поднять часть ее по соломинке.

           

    Когда вода остывает, жидкость сжимается, и уровень воды падает. Поскольку изменение объема напрямую связано с температурой в обоих случаях, ваш термометр может сообщить вам об изменении температуры, измеряя изменение объема!

    Объем жидкости в расширительном термометре зависит от температуры жидкости.Если два термометра начать с одинаковой температуры, а затем поместить один в горячую среду, а другой в холодную, их объемы изменятся. Шкала сбоку термометра показывает, как объем связан с температурой.


    *Молекулы жидкости не обладают одинаковой кинетической энергией, даже если жидкость имеет определенную температуру.

    Попробуй!

    • Замените воду в термометре другими жидкостями – какие жидкости имеют наибольшее изменение объема при изменении температуры? Наименьший?
    • Запишите как уровень воды на термометре, так и реальную температуру (используя купленный в магазине термометр) при различных температурах.Посмотрите, сможете ли вы откалибровать свой термометр, используя эти данные.

    Дополнительная информация

    преобразований 5.2 | Учебный план 4 класса

    5. Трансформации: Исследование 5.2

    План расследования 5.2

    Что, если мы возьмем шарик пластичной глины и слепим из него слона? Вес остался прежним? Есть ли объем?

    В этом исследовании, дополняющем предыдущее, учащиеся продолжают исследовать, что происходит при преобразовании земных материалов.Вместо того, чтобы разбивать ракушки, на этот раз ученики манипулируют шариком пластичной глины для лепки, который служит заменой глины, податливого земляного материала. Учащиеся записывают вес и объем шарика пластичной глины для лепки, придают ему новую форму по своему выбору, а затем снова измеряют вес и объем.

    К концу этого исследования учащиеся поймут, что пластичная глина для лепки или пластилин сохраняет свой вес и объем независимо от того, какую форму они принимают.

    Цели обучения

    • Узнайте, что происходит с весом и объемом, когда глина меняет форму
    Последовательность переживаний
    1. Задайте вопрос Все классы 5 минут
    2. Изучить вес и объем пар 25 минут
    3.Сделать смысл Обсуждение 15 минут

    Материалы и подготовка

    Для класса:
    • Разместите исследовательский вопрос на видном месте для всех учащихся.
    • 1 лоток с материалами, как показано ниже, для обсуждения в классе
    Для каждого лотка:
    • 1 перманентный маркер с тонким наконечником
    • 1 цифровая шкала
    • 1 стакан воды на 3 унции
    • 2 чашки по 20 унций, заполненные примерно наполовину водой
    • 2 вилки
    • 2 пипетки
    • 4 шарика пластичной глины для лепки, примерно по 30 г каждый
    • 4 бумажных полотенца
    Формирующая оценка

    Понимают ли учащиеся, что шарик пластичной глины для лепки будет иметь одинаковый вес и вытеснять один и тот же объем воды независимо от того, как он будет изменен?

    Блокнот предоставит вам доказательств понимания учениками.Критерии, которые вы можете использовать для интерпретации записей: У студентов:

    • предсказывают, что вес и объем останутся прежними?
    • используют свои измерения для подтверждения своих утверждений?
    • почему, если вы не добавите пластилин или не уберете его, вес и объем останутся прежними?
    • кажутся ли их измерения точными?

    Учащиеся могут обнаружить небольшие изменения в весе (+/- 1 грамм) после изменения формы.Считают ли учащиеся эту разницу существенной? В качестве следующего шага вы можете просмотреть данные класса и обсудить возможные источники ошибок, такие как неточные весы или забывание высушить пластилин для лепки измененной формы.

    1. Задайте вопрос

    Все классы 5 минут

    Вспомните последнее расследование, когда студенты растолочь горсть ракушек в мешке.

    • Что мы узнали о весе дробленых снарядов?
    • Совпадала с массой целых снарядов.

    Теперь передайте четыре шарика пластичной глины для лепки.

    • Что вы знаете об этом материале? Каковы некоторые из его свойств? Чем он отличается от оболочки?
    • мягкие и твердые, мягкие и хрупкие, искусственные и натуральные, разные цвета и т. д.

    Хрупкий против податливого: Термины хрупкий и податливый могут быть новыми для некоторых учащихся.Хотя они могут быть знакомы с материалами, которые являются хрупкими (стекло, керамика, мел) или податливыми (глина, пластиковая глина для лепки), они могут не знать, что это свойства материала.

    Пластмассовая глина для лепки очень похожа на глину, природный материал земли. В отличие от скорлупы, которая является хрупкой, пластичная глина для лепки и глина податливы; они могут быть изменены без разрыва на мелкие кусочки.

    • Но что произойдет, если мы изменим форму пластиковой глины для лепки? Если мы сильно сожмем мяч, он станет тяжелее? Если мы раскатаем его очень тонко, получится ли у него больше объема или меньше?
    • Если один из вас слепит из пластилина собаку, а другой сделает змею, которая будет весить больше? Что будет иметь больший объем?
    • Что если разбить мяч на 25 кусочков? Объем будет больше или меньше? Как насчет веса?

    Что происходит с весом и объемом, когда мы меняем форму глиняного шара?

    Объясните, что это расследование очень похоже на предыдущее.Каждый учащийся возьмет шарик пластичной глины для лепки, измерит его вес и объем, изменит его форму и снова измерит. Но вместо того, чтобы измельчать материал, как это было с раковинами, они могут придать ему любую форму, какую пожелают.

    2. Изучить вес и объем

    Парный блокнот на 25 минут

    Раздайте поднос с материалами каждой группе. Попросите добровольцев описать шаги, необходимые для ответа на вопрос исследования.Какие данные им нужно будет собрать до и после изменения формы? Какие методы они будут использовать? Напишите на доске шаги, предложенные учащимися, а затем уточните последовательность по мере необходимости. В частности, объясните следующие два правила:

    1. Учащиеся должны использовать весь исходный материал в преобразованной форме; в противном случае это не честный тест.
    2. Чтобы проверить объем, учащиеся должны суметь поместить свою новую форму в большую чашку и полностью погрузить ее в воду; если им нужно свернуть свою форму, чтобы сделать это, это нормально.

    Дайте учащимся несколько минут на то, чтобы они записали свои прогнозы в своих тетрадях по науке [Что происходит с весом и объемом, когда мы меняем форму глиняного шара?], а затем пусть каждый из них превратит шарик пластичной глины для лепки в форму — или коллекция форм — по собственному выбору.

    Предложите учащимся выполнить процедуру в парах, каждый записывая свои данные в свои тетради по ходу выполнения. Студенты могут попробовать столько фигур, сколько позволяет время.

    Распространяясь по группам, спросите учащихся, что они думают о том, как форма влияет на объем. Если они уже уверены, что их новая форма не изменит вес и объем пластической глины для лепки, предложите им попытаться найти такую ​​форму.

    Вероятная последовательность расследования:  

    1. Взвесьте пластиковую глину для лепки и запишите ее вес в тетрадь.
    2. Отметьте начальный уровень воды в большой чашке.
    3. Осторожно опустите пластилин в чашку, чтобы определить, сколько воды вытеснено.
    4. Отметьте новый уровень воды и запишите информацию в тетрадь.
    5. Удалите пластилин для лепки, высушите его бумажным полотенцем и измените форму.
    6. Повторите процесс с новой формой.

    После того, как учащиеся закончат сбор и запись своих данных, попросите их записать свои заявления в свои тетради, а затем поделиться ими в своих малых группах.

    3. Сделать смысл

    Обсуждение 15 минут

    Цель обсуждения

    Целью обсуждения является построение основанного на фактических данных объяснения того, что происходит с весом и объемом, когда глиняный шар изменяется. Сосредоточьте обсуждение на вопросе исследования.

    Как насчет противоречивых утверждений?  Учащиеся должны убедиться, что вес и объем остаются постоянными независимо от того, какую форму они делают из пластилина для лепки.Если в классе возникает противоречивое утверждение, т. е. если кто-то утверждает, что вес или объем его пластиковой глины для лепки действительно изменились, проведите обсуждение того, чем можно объяснить это открытие. Могла ли пластилин для лепки потеряться при трансформации? Может ли быть ошибка измерения? Может ли встречный иск быть правильным? Учащийся может повторить эксперимент с новым шариком пластичной глины для лепки, чтобы разрешить спор. В любом случае сообщите учащимся, что ученые иногда получают разные результаты в результате одного и того же исследования.Именно путем обмена данными они разрешают эти различия.

    Привлечь учащихся к основному вопросу

    Что происходит с весом и объемом, когда мы лепим шарик из пластилина?

    • Какие претензии вы можете предъявить? Каковы ваши доказательства?
    • Вам это понятно? Как вы думаете, почему вес и объем остаются неизменными при изменении формы?

    Прислушайтесь к аргументу, что вес и объем не меняются, потому что никакой материал не был добавлен или удален; материал только что был переработан.Если кто-то говорит, что новая форма «выглядит» больше или меньше, признайте, что это может быть так, попросите ученика описать, о чем говорят данные, и вернитесь к идее о том, что мы не всегда можем полагаться на наши чувства при измерении веса или объема. .

    Установите связь с повседневной жизнью студентов.

    • Можете ли вы привести пример дробления чего-либо и изменения громкости? Как бы вы это объяснили?
    • Объем пространства внутри пустой банки из-под газировки изменится, когда банку раздавят, но объем и вес алюминия останутся прежними.
    • Общий объем коробки с кукурузными хлопьями изменится, если содержимое осядет. Как и в банке с газировкой, уменьшается объем воздуха; вес и объем самих кукурузных хлопьев остается прежним.

    Иногда кажется, что объем меняется:   Твердые и жидкие вещества практически несжимаемы. Сжатие их не изменит их объемы или веса. Газы — отдельная история. Газы сжимаемы, потому что их молекулы гораздо больше разнесены, чем молекулы твердых или жидких тел, но это не та тема, которую вам нужно поднимать со студентами сейчас.

    Подведите итоги обсуждения

    Используйте тот же язык, который учащиеся использовали для объяснения того, что вес и объем не меняются, потому что никакой материал не был добавлен или удален, а только переставлен.

    Подводя итоги исследования, проверьте, понимаете ли вы, что при изменении формы податливого объекта его вес и объем остаются прежними.

    Water Field Day: Аквариум Great Lakes

    Что делает воду такой особенной? Будь то мытье посуды после еды, купание в любимом ручье или прохладительный напиток в теплый день, вода присутствует в нашей жизни повсюду, и мы используем ее по-разному.Выполнив серию заданий, исследуйте уникальные свойства воды, которые делают возможной жизнь на Земле.

    Возраст Уровень: 5 – Взрослый
    Продолжительность: Подготовка: 5 минут; Упражнения: 15-20 минут
    Требования к присмотру: Для установки может потребоваться помощь взрослых
    Материалы: Стакан для воды, миска, зубочистка, плоская стеклянная поверхность (тарелка, разделочная доска и т. д.), пипетка или кисть, линейка, монета , маленькие скрепки, полотенце для рук, вилка

    Начиная с некоторых наук:

    Вы когда-нибудь слышали, чтобы вода называлась h3O? Это название относится к атомам, из которых состоит каждая молекула воды: два атома водорода (имеющие небольшой положительный заряд (+)) и один атом кислорода (имеющий небольшой отрицательный заряд (-)).Из-за того, как они соединяются друг с другом, каждая молекула воды имеет положительный заряд на одном конце и отрицательный заряд на другом конце. Когда много молекул воды сгруппированы вместе — будь то капля дождя, тарелка супа или Верхнее озеро — они прилипают друг к другу с помощью водородной связи . Эта структура и природа молекул воды — вот что придает воде некоторые из ее самых уникальных свойств.

    Когезионная растяжка

    Материалы
    • Стакан воды
    • Зубочистка
    • Линейка
    • Стеклянная пластина (или другая плоская стеклянная поверхность)

    Введение

    Одним из свойств воды является то, что она любит прилипать к самой себе.Мы называем это сплоченностью . Без сплоченности растения не могли бы всасывать воду своими корнями, не образовывались бы лужи, соломинки для питья не работали бы, и крови было бы трудно двигаться по нашим телам.

    Вода также любит прилипать к другим вещам. Мы называем это адгезией . Без адгезии капли дождя не стекали бы по вашему окну, минералы не оставались бы в воде, которую мы пьем, а пролитый напиток падал бы на пол одним большим трясущимся пузырем.

    Поскольку вода проявляет как адгезию , так и сцепление , она ведет себя довольно уникальным образом.Например, вам нужны оба свойства, чтобы капля росы образовалась на травинке! В этом упражнении мы проверим, прилипает ли вода больше к себе или к поверхности, на которой она находится, наблюдая, как далеко мы можем «растянуть» каплю воды на стеклянной пластине.

    Инструкции

    1. Капните 2 капли воды на стеклянную пластину или другую плоскую стеклянную поверхность. Они должны образовать один пузырь или лужу воды.

    2. Проведите концом зубочистки через каплю воды, вытягивая воду как можно дальше, не отрывая ее.

    3. С помощью линейки измерьте расстояние от начальной точки.

    4. Присмотритесь: свойство воды прилипать к себе когезии могло привести к тому, что вода превратилась из длинной вытянутой линии в ряд маленьких круглых куполообразных капель. Свойство воды прилипать к другим веществам , прилипание , возможно, привело к тому, что тонкий след воды оставался растянутым от начальной точки до конца. Какое свойство вы можете наблюдать?

    Балансир поверхностного натяжения

    Материалы
    • Стакан воды
    • Пипетка (нет? Попробуйте кисть или зубочистку)
    • Пенни

    Введение Свойство

    сплоченности воды можно увидеть, взглянув на поверхность неподвижного бассейна с водой. Когезия заставляет поверхность воды вести себя как тонкая мембрана, которая всегда пытается оставаться слипшейся. Если что-то упадет в воду, сплоченность попытается сопротивляться этому прорыву через поверхность воды. Мы называем эту силу поверхностным натяжением . Именно это явление позволяет кувшинкам и водяным жукам плавать на поверхности пруда, а также является причиной того, что щепотка перца остается на тарелке с супом.

    В этом задании мы продемонстрируем поверхностное натяжение, увидев, сколько капель воды прилипнет к монетке.Поверхностное натяжение попытается удержать воду вместе в виде куполообразного пузыря на вершине монеты, но гравитация попытается стянуть воду вниз и с монеты. Как вы думаете, сколько капель воды может поместиться на монетке?

    Инструкции

    1. С помощью пипетки (или кисточки, или зубочистки) перенесите одну каплю воды со стакана на монетку. Это помогает держать стакан и пенни близко друг к другу и капать воду с небольшой высоты над монетой.

    2.Продолжайте капать воду по одной капле на монетку, считая на ходу. Будьте осторожны, чтобы не коснуться пипеткой (кистью, зубочисткой) копейки. Это может нарушить поверхностное натяжение и разлить воду!

    3. Продолжайте добавлять капли, пока вода не стечет через край монеты.

    4. Примечание. Если вы хотите попробовать еще раз, убедитесь, что пенни и поверхность под ним полностью высохли, прежде чем начинать заново!

    Прочность на поверхностное натяжение

    Материалы
    • Миска с водой
    • Несколько маленьких скрепок
    • Вилка (дополнительно)

    Введение

    Поверхностное натяжение важно для выживания многих водных организмов.Возьмем, к примеру, водомерку — это маленькое существо кажется плавающим, как кусок дерева или лодка. На самом деле водомерка плотнее воды и утонула бы без помощи прочных связей между молекулами воды, создающих явление поверхностного натяжения .

    В этом испытании мы проверим свои навыки и силу поверхностного натяжения, пытаясь выяснить, сколько скрепок мы можем поместить в миску с водой.

    Инструкции

    1.Опустите скрепку в миску с водой. Если вы позволите ему упасть быстро, он утонет! Скрепки плотнее , чем вода. Они не плавают!

    2. Мы собираемся получить небольшую помощь от поверхностного натяжения , чтобы заставить скрепку оставаться на поверхности, а не тонуть. На этот раз (используя полностью сухую канцелярскую скрепку !), поместите ее как можно аккуратнее на поверхность воды. Все еще тонет? Попробуйте аккуратно положить скрепку на поверхность вилкой.Кроме того, убедитесь, что вы ставите его в том положении, в котором он будет лежать на столе — ровно! Это не сработает, если вы установите его на край или на его конец.

    3. Продолжайте добавлять скрепки. Сколько может поддерживать поверхностное натяжение в вашей миске с водой? Когда один проваливается, остальные остаются на поверхности или тоже тонут?

    4. Примечание. Если вы хотите попробовать еще раз, убедитесь, что скрепки полностью высохли, прежде чем начинать заново!

    Погрузитесь глубже

    Ищете что-то большее? Попробуйте эти дополнительные испытания.

    • Попробуйте выполнить эти действия в другом масштабе. Можете ли вы сделать растяжку сцепления с лужей вместо капли воды? Можете ли вы сделать балансир поверхностного натяжения с пятицентовым монетом вместо пенни? А как насчет силы поверхностного натяжения с чашей в два раза больше?
    • В следующий раз, когда вы будете на природе, обратите внимание на признаки сплоченности и сплоченности. Сможете ли вы найти каплю росы на травинке? Сможете ли вы найти жука, стоящего на вершине пруда?
    • Представьте: что было бы, если бы всю воду в мире заменили пластилином? Выберите действие из списка ниже и выполните его действия:
      • Сварите макароны в кастрюле с пластилином
      • Поплавайте в бассейне с пластилином
      • Полейте растения ведром пластилина
      • Почистите зубы с пластилином, вытекшим из крана
      • Наполнил миску с золотыми рыбками пластилином
      • Подбросил камень над озером пластилина
      • Что еще изменилось бы в мире, если бы всю воду Земли заменили пластилином?

    О нас — Эдинбургская наука

    Edinburgh Science Foundation – это образовательная благотворительная организация, основанная в 1989 году, которая реализует образовательные и фестивальные программы Edinburgh Science.Мы наиболее известны организацией ежегодного Фестиваля науки в Эдинбурге — первого в мире публичного празднования науки и технологий в качестве фестиваля, который до сих пор является одним из крупнейших в Европе, — а также нашими научно-образовательными программами Generation Science и Careers Hive и нашим работа с участием сообщества.

    Наша миссия — вдохновлять, поощрять и побуждать людей всех возрастов и профессий исследовать и понимать окружающий мир. Как лидеры в нашей области научной коммуникации, мы работаем круглый год, чтобы создавать и проводить динамичные практические семинары и выставки, а также вдохновляющие шоу, дискуссии, дебаты и перформансы, которые постоянно раздвигают границы общественного участия в науке.Коммуникация и взаимодействие лежат в основе всей нашей работы, и мы стремимся к тому, чтобы это было неотъемлемой частью всех аспектов нашей организации.

    Фестиваль

    Наш фестиваль 2021 проходил с субботы, 26 июня, по воскресенье, 11 июля, и был посвящен теме «Единый мир: наука соединяет нас» . Несмотря на ограничения COVID-19, мы объединились с более чем 120 спикерами как онлайн, так и на 30 площадках по всему Эдинбургу для разнообразной программы из более чем 200 мероприятий, включая выставки под открытым небом, экскурсии и маршруты, семинары, дискуссии и семейные шоу.В год, когда мы отмечали роль женщин в STEM (наука, технология, инженерия и математика) с помощью нашего маршрута «Женщины в STEM Street Art Trail», мы рады, что 60% художников и спикеров, принявших участие в нашей программе 2021 года, идентифицируют себя как женщины!

    Обучение

    Наша передвижная образовательная программа Generation Science вот уже 30 лет предоставляет школам по всей Шотландии уникальный научный опыт. В свете ограничений COVID-19 программа этого года состояла из предварительно записанных семинаров, кредитных наборов и коробок для творчества, которые были разработаны, чтобы вовлечь учеников в процесс.Мероприятие по вопросам карьеры в средних школах Careers Hive было проведено в этом году на интерактивной онлайн-платформе Gather. В мероприятии приняли участие более 2400 учащихся из более чем 30 шотландских школ, которые подчеркнули возможности, доступные тем, кто изучает предметы STEM.

    Весь мир

    Edinburgh Science также реализует крупномасштабную международную программу работы под нашим международным управлением. Он регулярно представляет зарубежные мероприятия и в настоящее время является основным программным партнером ежегодного фестиваля науки в Абу-Даби, помогая курировать, организовывать и проводить мероприятие.Для международных партнеров команда Edinburgh Science предоставляет интересный контент, кураторские советы по программированию и поддержку бизнес-планирования, а также предоставляет квалифицированный персонал и проводит обучение для местных научных коммуникаторов.

    Годовой отчет 2018/19

    Если у вас есть какие-либо вопросы о том, как мы используем ваши личные данные, ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности, загрузите нашу политику защиты данных или свяжитесь с нами по адресу [email protected]

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.